"모든 충전식 배터리는 화학적으로 노화하고 전하를 유지하는 능력이 떨어짐에 따라 자연스레 효율이 감소하는 소모성 부품입니다. (중략) 오래된 아이폰6 및 아이폰6s에 내장된 배터리의 화학적 노화가 (기기 꺼짐 등) 사용자 경험을 야기하는 원인이라 생각합니다. 그중 상당수는 교체 없이 판매 당시의 배터리로 구동되고 있습니다."

구형 아이폰 성능을 임의로 저하시킨 것에 대한 애플의 설명문이다. 애플은 화학적 노후에 따라 배터리 효율이 떨어진다며 지속적인 교체가 필요하다고 주장한다. 과연 리튬이온 배터리의 특성이 이번 배터리 게이트의 원인일까.

리튬이온 배터리가 세간의 주목을 받고 있다.

7일 전자업계에 따르면 배터리 종류는 리튬이온 외에도 니켈 카드뮴, 니켈 수소, 리튬 폴리머, 납축 등 다양하지만 이 가운데 리튬이온 배터리가 장시간 사용해도 성능이 유지되며 부피에 비해 많은 전기를 오랫동안 보관할 수 있어 다양한 전자기기에 사용된다.



리튬이온 배터리의 구조는 간단하다. 배터리 내부에 얇은 분리막으로 나뉜 두 덩이의 전해질이 들어 있다. 각각 전해질에 양극과 음극이라는 전극 2개가 들어가며 한 쪽 전해질은 양극, 한 쪽 전해질은 음극이 된다. 양극 소재에 리튬 산화물을 이용하면 리튬이온이 생성된다. 배터리가 충전될 때는 리튬이온이 음극에서 양극으로 이동해 에너지가 쌓이고 배터리를 사용할 때는 리튬이온이 양극에서 음극으로 이동해 전류를 만드는 식이다.

정상적인 환경에서 사용할 경우 리튬이온 배터리는 약 500회 충방전이 가능하다. 기간으로 따지면 2~3년 내외다. 이 기간이 넘는다고 사용하지 못하는 것은 아니지만 최초 용량의 80% 이하로 떨어지게 된다. 일반적으로 최초 용량의 80% 이하가 되면 수명이 다한 것으로 간주한다. 이 경우 사용 시간은 짧아지며 충전 시간은 길어지는 현상도 나타난다.

수명이 다하지 않더라도 리튬이온 배터리는 취약해질 수 있다. 큰 충격을 주면 배터리 내부 분리막이 손상될 수 있는데, 이 경우 음극 전해질과 양극 전해질이 만나 한 번에 강한 에너지를 배출해 화재나 폭발의 원인이 된다. 현재 생산되는 리튬이온 배터리들은 이론상 상한치의 90%까지 도달한 상황이다. 바람을 반만 불어넣은 풍선보다 한계까지 넣은 풍선이 터지기 쉬운 것을 생각하면 된다.

사용 환경을 벗어난 온도도 좋지 않다. 리튬 이온은 온도가 낮아질수록 이동 속도가 느려진다. 영하 10℃에서 배터리 효율은 60~70% 수준으로 떨어지며 영하 20℃에서는 40%까지 줄어드는 것으로 알려졌다. 영구적인 손상을 입는 것은 아니기에 온도가 회복되면 정상 효율로 돌아온다. 다만, 높은 온도는 손상을 남긴다. 배터리 온도가 약 30도 정도로 높아질 경우 수명이 평균보다 빠르게 줄어들 수 있다.

하지만 아이폰의 많은 사례들은 리튬이온 배터리의 특성으로 치부하기에 씁쓸한 맛이 남는다. 2015년 미국에서 아이폰5C 발화로 사용자가 3도 화상을 입는 사고가 있었고, 2016년 호주에서는 자전거를 타다 넘어진 충격에 아이폰6이 발화하며 화상 사고가 발생했다.

같은 해 삼성전자의 갤럭시노트7도 일상 수준의 충격, 충전 상황에서 발화하는 사건을 겪었다. 당시 삼성전자는 전수조사를 거친 뒤 배터리 자체에 결함이 있었다고 밝힌 바 있다. 이번 애플 배터리 게이트도 리튬이온 배터리의 특성이라기보다 아이폰 배터리에 문제가 있을 가능성에 무게가 실리는 까닭이다.

배터리 업계 관계자는 "애플은 아이폰을 설계할 때 배터리 위치를 후순위로 잡는다"며 "다른 부품을 모두 배치한 후 남는 자리에 배터리를 끼워 맞추는 식"이라고 귀띔했다. 이어 "성능이나 안전성에 대한 충분한 고려 없이 원하는 모양과 용량 등을 배터리 제조사들에 제시해 만들기 때문에 업계 불만이 높다"고도 지적했다.