내 스마트폰 배터리도 추위를 탄다?

추운 겨울 아침, 등굣길이나 출근길에 스마트폰을 꺼냈다가 당황한 적이 있을 것이다. 분명히 집에서 나올 때 20% 정도 남아있던 배터리가 갑자기 5%로 뚝 떨어지거나, 심지어는 전원이 꺼져버리기도 한다. "배터리 수명이 다 됐나?" 싶어 따뜻한 실내로 들어오면 다시 숫자가 올라가는 기현상을 목격하게 된다.

배터리는 왜 유독 추위에 약한 것일까. 이는 배터리가 전기를 담아두는 단순한 통이 아니라, 끊임없이 화학 반응이 일어나는 '화학적 생명체'이기 때문이다. 우리 몸이 너무 추우면 근육이 굳어 움직임이 둔해지는 것처럼, 배터리 내부도 온도에 따라 그 활력이 완전히 달라진다.

갤럭시S26 울트라 [사진=김문기]

냉장고 속 꿀처럼 끈적해진 '전해질'

배터리의 원리와 관련해 리튬이온이 양극(호텔)과 음극(캠핑장)을 오가는 '셔틀버스'라고 비유한 바 있다. 이 셔틀버스가 달리는 길은 '전해질'이라는 액체로 채워져 있다.

문제는 온도다. 전해질은 액체이기 때문에 온도가 낮아지면 점도가 높아진다. 마치 냉장고에 넣어둔 꿀이나 시럽이 끈적끈적해지는 것과 같다. 상온에서는 물처럼 찰랑거리며 리튬이온들이 빠르게 헤엄칠 수 있었지만, 영하의 추위에서는 전해질이 끈적해지면서 이온들이 이동하는 데 엄청난 저항을 받게 된다.