리튬폴리머 배터리는 상당히 민감한 물건이다. 전문가는 아니지만, 여기에 관한 초기 경험을 몇자 적어 두는 게 좋을 것 같다. 나처럼 처음 로봇을 만드는 사람이 있다면 도움이 될 수도 있을 것 같다.

리튬폴리머 배터리는 가볍고, 힘도 세다. 거기다 다른 충전지와 달리 메모리효과(미방전 상태에서 충전시, 또는 미충전 상태에서 사용시 배터리 전체 용량이 점점 줄어드는 현상)도 없다. 단, 관리하기가 까다롭다는 단점이 있다. 관리만 잘해서 쓰면 최고의 배터리다.

까다로운 충전
리튬폴리머 배터리의 기본 단위는 '셀'이라고 한다. 한 셀 당 3.7V 용량이다. 가령 11.1V 의 경우 3셀을 합쳐놓은 것이다. 리튬폴리머는 만땅 충전시 셀 당 4.2V까지 전압이 올라간다. 그 이상 강제로 충전시키면 폭발의 위험이 있다. 따라서 4.2V에서 알아서 중단해주는 전용 충전기가 필요하다.

한 셀일 경우에는 충전이 명확하다. 액면 그대로 4.2V에서 그만 충전하면 된다. 그런데 여러 개의 셀이 연결되어 있을 때는 충전기에 합쳐 놓은 V수만 나온다. 그러다 보니 충전할 때 각 셀별로 전압이 고르게 올라가는지를 알 수가 없다. 11.1V의 경우 이론적으로 12.6V 까지 충전해도 안전하지만, 실제로 각 셀이 4.2V씩 충전된다는 보장은 없다. 어떤 것은 4.0V 인데, 다른 것이 4.4V로 충전될 수도 있는 것이다. 이런 과충전이 반복되면 폭발의 위험이 있다.

고가의 충전기는 각 셀별 전압을 모니터링하며 과충전을 막아준다. 아니면 각 셀들이 고르게 충전이 되도록 해주는 '셀 발란서'라는 장비를 따로 구입하는 방법도 있다.

이도 저도 없으면 충전기 옆에서 지켜보고 있다가 충전 중간에 미리 중단해야 한다. 여러 셀로 이루어진 리튬폴리머 배터리를 오래 쓰려면 적당히 충전하는 습관을 들여야 한다. 

과방전의 위험

다 충전된 다음 배터리를 사용하면 할수록 전압이 떨어지는데, 이때 셀 당 2.8V 이하로 내려가면 그 셀은 다시는 사용할 수가 없다. 그래서 적당히 사용하는 습관도 필요하다. 

정신없이 배터리를 쓰고나서 충전기에 연결하면 충전기가 충전을 거부한다. 과방전이 되어 전압이 너무 낮아지면 저전압 경고를 보내며 거부한다. 이때 여러번 충전기 스위치를 껐다켰다 하면서 강제로 하다보면 충전이 시작될 수도 있는데, 이게 상당히 위험한 행동이다.

배터리 셀이 여러개일 경우, 모든 셀이 동시에 과방전 된 게 아니라 한 개만 과방전 된 것이라면 강제로 충전이 될 수도 있다. 이 경우 다른 멀쩡한 셀에만 충전이 되는 것이다. 이런 상태로 평상시처럼 만땅 충전을 하면 - 가령 11.1V 경우 12.6V까지 - 과방전 된 셀은 그대로 2.8V로 남아있고, 다른 두 셀이 4.2V를 훌쩍 넘어 과충전될 위험이 있다. 과충전이 계속되면 배터리가 부풀어 오르게 되고, 그래도 계속 충전하면 나중에는 폭죽처럼 푸시쉭 불을 내뿜는다.

이런 식으로 과충전이 진행되는 경우 초기에 배터리가 미지근해지는 현상이 나타난다. 충전중에 배터리가 미지근해지면 폭발 위험이 있으므로 즉시 충전을 중단해야 한다.


이상의 위험에도 불구하고 리튬폴리머 배터리를 쓸 수 밖에 없는 이유는 일단 크기가 작아 로봇의 몸안에 안보이게 쏙 집어넣을 수 있고, 무게가 적어 안정적인 기동을 가능하게 한다는 점이다.

만약 리튬폴리머가 부담스럽다면, 니켈수소 충전지를 양 발바닥이나 다리에 4개씩(총 8개 9.6V) 달 경우 비슷한 움직임을 보여준다. 니켈수소 배터리는 완방과 완충만 반복해서 쓰면 맘편하게 쓸 수 있다.    



Posted by Andy Kim