스마트폰, 노트북, 전기자동차를 구매할 때 꼭 확인하게 되는 사양이 있습니다. 바로 '배터리 용량'입니다. 그런데 여기서 한 가지 의문이 생깁니다. 용량을 표기할 때 스마트폰에는 'mAh', 노트북이나 전기자동차에는 'Wh', 'kWh'가 사용되고 있기 때문입니다. 분명 같은 리튬이온배터리인데 왜 헷갈리게 서로 다른 단위를 사용하는 걸까요? 오늘은 알고 보면 사용자를 위한 섬세한 배려가 담긴 배터리 용량 표기법에 대해 알아보겠습니다.

[왜 기기마다 용량 단위를 다르게 사용하는 걸까요?]

mAh vs Wh, 무엇이 다를까요?

mAh, Wh는 모두 배터리의 용량을 나타내는 단위입니다. 하지만 두 단위의 가장 큰 차이는 '전압 정보의 포함 여부'에 있습니다. 'mAh'는 배터리의 전압 정보 없이 "얼마나 오랫동안 전류를 공급할 수 있는지"를 보여줍니다. 즉, '전류' 중심의 단위입니다. 반면 'Wh'는 전압 정보까지 포함해서 "얼마나 오랫동안 얼마만큼의 출력(순간적인 에너지)을 낼 수 있는지"를 나타냅니다. 즉, 배터리가 가지고 있는 '에너지'의 총량을 표현하는 단위입니다. 따라서 Wh가 mAh보다 더 정확하게 배터리 용량을 표현하는 단위라고 할 수 있습니다.

* mAh x V ÷ 1000 = Wh

[mAh에 전압(V)을 곱하고 1000으로 나누면? Wh로 변환 가능!]

그렇다면 Wh만 사용하면 되는 거 아닌가요?

리튬이온배터리는 충전과 방전을 반복하면서 3.0~4.2V 사이의 전압 범위에서 동작합니다. 하지만 에너지 밀도, 수명, 안전성 등 모든 요소의 균형을 고려해, 평균적으로 3.7V를 '표준 전압(정격 전압, Nominal Voltage)'으로 사용하고 있습니다. 이 기준에 따라 배터리 셀 1개는 '3.7V 셀'로 표기되며, 용량 계산에서도 이 전압이 기준이 됩니다.

대부분의 스마트폰에는 '3.7V 셀 1개'가 탑재됩니다. 따라서 mAh만으로도 용량을 비교할 수 있는 것입니다. 이미 전압이 3.7V로 정해져 있기 때문입니다. 반면 노트북이나 전기자동차를 구동하기 위해서는 스마트폰에 비해 더 큰 에너지가 필요합니다. 따라서 여러 개의 셀을 직/병렬로 연결해 사용하기 때문에 전압이 11.1V, 15.2V, 400V, 800V 등 다양합니다. 즉, 같은 mAh라도 실제 에너지(Wh)가 완전히 달라질 수 있는 것입니다. 따라서 이런 기기들은 전압 정보가 포함된 Wh로 용량을 표기해야만 정확한 비교를 할 수 있습니다.

[스마트폰은 전압이 고정돼 있지만, 노트북, 전기자동차는 사용하는 전압 여러가지입니다]

헷갈리게 하려고 나눈 게 아니라, 오히려 편의를 위해 나눴다는 사실!

스마트폰 배터리엔 mAh를 사용해서 간단하고 직관적이게, Wh는 전압까지 고려해 더욱 정확하게, 전기차, ESS처럼 용량이 큰 배터리는 kWh, MWh로 깔끔하게! 서로 다른 용량 단위의 사용은 탑재되는 기기의 특성에 맞춰 최적의 단위로 알려주는 스윗한 배려였다는 것을 알 수 있었습니다. 앞으로도 <1분 배터리>는 더욱 흥미로운 질문과 함께 돌아오겠습니다.