배터리 관련 소식이나 정보를 접하다 보면 Ah(암페어시), Wh(와트시) 등 다양한 단위를 보게 됩니다. 이들 단위는 출력, 에너지 용량, 에너지 밀도 등 배터리의 성능을 나타내는 지표인데요. 이번 시간에는 배터리의 주요 성능과 이를 표시하는 단위의 의미를 살펴보겠습니다.

순간적으로 낼 수 있는 힘, 출력 (W, 와트)

출력은 배터리가 단위 시간당 전달할 수 있는 에너지의 양을 의미하며, W(와트)로 표시합니다. 출력은 전압과 전류의 곱으로 계산할 수 있습니다. 이는 전압과 전류가 클수록 배터리가 공급할 수 있는 전기 에너지의 양이 많아진다는 뜻입니다.

출력이 높은 배터리는 단위 시간 동안 더 강한 힘을 낼 수 있습니다. 따라서 고출력 배터리는 순간적으로 큰 에너지가 필요한 애플리케이션에서 강점을 발휘합니다. 

삼성SDI는 고출력 성능을 확보하기 위한 탭리스 기술을 개발해 BBU(Battery Backup Unit, 배터리 백업 유닛)와 전동 공구용 원통형 배터리에 적용하고 있습니다. 

최근에는 전기자동차나 ESS에서도 배터리의 고출력 특성이 주목받고 있는데요. 출력이 높을수록 전기자동차의 급속 충전과 급가속, ESS의 전력 피크 대응에 유리하기 때문입니다.

[삼성SDI의 탭리스 기술은 원통형 배터리의 고출력 특성을 극대화합니다.]

배터리에 저장된 에너지(Wh, 와트시)

배터리가 저장하거나 공급할 수 있는 총 에너지량은 Wh(와트시)로 표시하며, 에너지 또는 에너지 용량(Energy Capacity)이라 부릅니다. 에너지는 전압, 전류, 사용시간의 곱으로 계산됩니다. 즉, 배터리가 일정 시간 동안 얼마나 많은 일을 할 수 있을지를 보여주는 성능 지표인 것이죠. 

에너지 크기를 결정하는 핵심 요소는 용량(Capacity)입니다. Ah(암페어시) 단위로 표시되는 용량은 전류와 사용시간의 곱으로, 배터리가 저장할 수 있는 전하의 양을 의미합니다. 전압이 동일한 조건에서는 용량이 클수록 에너지가 커집니다. 더불어 용량은 수명과 안전성과도 밀접하게 연결되기 때문에 배터리 시스템 설계의 중요한 기준이 됩니다. 

용량은 양극 활물질의 종류와 양에 따라 좌우됩니다. 삼성SDI는 고용량을 확보하기 위해 니켈 함량 90% 이상의 하이니켈(High-Nickel) NCA(니켈∙코발트∙알루미늄) 등 양극 소재를 개발해 원통형, 각형 배터리에 활용하고 있습니다.

한정된 공간에 저장된 에너지, 에너지 밀도(Wh/L, 리터당 와트시)

삼성SDI의 700Wh/L 각형 배터리가 ‘2026 인터배터리 어워즈’를 수상한 것을 기억하시나요? 여기서 사용된 Wh/L(리터당 와트시)가 바로 에너지 밀도를 나타내는 단위입니다. 

[‘인터배터리 2026’에서 어워즈 수상작에 선정된 삼성SDI의 고에너지밀도 각형 배터리]

에너지 밀도는 단위 부피 또는 무게당 저장할 수 있는 에너지의 양을 의미하며, 배터리가 얼마나 효율적으로 설계됐는지를 보여주는 성능 지표입니다. 

고에너지 밀도 배터리는 같은 무게나 부피에서 더 많은 에너지를 저장할 수 있어 한 번 충전으로 더 오래 사용할 수 있습니다. 이와 동시에 경량화와 소형화에도 유리하죠. 에너지 밀도가 높은 배터리를 사용하면 전기자동차의 주행 거리를 늘리고, ESS와 UPS처럼 한정된 공간에서 효율적으로 활용할 수 있습니다.

[배터리의 성능을 나타내는 지표들]

배터리의 성능은 이렇게 다양한 지표로 파악할 수 있습니다. [배터리 톡톡]은 다음 시간에도 흥미롭고 유익한 주제로 찾아오겠습니다!