🔬 삼성 16850 30Q 셀 분석 – 충·방전 실험 데이터 공개

2025년 11월 21일 작성자: T.J (Sensloop Lab Researcher)

연구원 여러분, 안녕하세요 T.J입니다.
이번 실험은 전동공구·전동킥보드·DIY 배터리팩에서 가장 널리 쓰이는
Samsung INR18650-30Q 셀의 실제 성능을 정밀하게 분석하기 위한 테스트입니다.

30Q는 3,000mAh(3.0Ah) 정격의 중방전 NCM 계열 18650 셀로,
전동드릴·청소기·킥보드 등에서 자주 사용되는 대표적인 셀입니다.

이번 테스트에서는 30Q 셀 한 개를 개별 분리하여
Neware BTS 20V / 5A 충·방전 장비로
충전 1회 → 방전 1회 사이클을 기록했고,

전압·전류·용량(Ah)·에너지(Wh)·SOC(%) 데이터를 전부 로깅했습니다.

---

⚙️ 실험 구성 — 측정 장비와 조건

항목	내용
시험 셀	Samsung INR18650-30Q (3,000mAh급, NCM 계열)
측정 장비	Neware BTS 20V / 5A
충전 프로파일	CCCV 5A → 4.20V 종료
방전 프로파일	CC 5A → 2.50V 종료
환경 온도	25±1°C
로그 기록 간격	30초
분석 범위	충전 1회 → 그 직후 방전 1회

테스트 베드는 절연형 18650 셀 홀더, 실리콘 와이어,
단락 방지 패드로 구성하여 안전성을 확보했습니다.

---

⚡ 충전 특성 — CCCV 5A 곡선 분석 (Cycle Chg)

충전은 정전류(CC) 5A로 시작하여
전압이 4.20V에 도달한 뒤 정전압(CV) 모드로 넘어가는 전형적인 CCCV 충전 방식입니다.

• 초기 전압: 약 3.0V
• CC 구간에서 전류 5A 고정
• CV 구간 진입 후 전류가 점차 0A에 수렴
• 충전 에너지는 전류 적산식으로 기록됨

충전 용량/에너지는 아래의 방전 효율 분석에서 비교합니다.

---

🔋 방전 특성 — CC 5A 분석 (Cycle DChg)

충전 완료 직후 5A 부하를 걸어 방전을 수행했습니다.
이는 전동공구의 일반적 부하 조건을 현실적으로 반영합니다.

📌 실측 방전 데이터 요약

항목	값
방전 용량(Ah)	2.7977 Ah
방전 에너지(Wh)	9.041 Wh
평균 방전 전압	3.231 V
방전 시간	약 33분
평탄 구간	3.3V ~ 3.6V

전압 곡선은 3.3~3.6V에서 안정적인 플래토를 형성했고,
전동공구·드릴 등에서 실제 출력이 유지되는 구간과도 일치합니다.

---

📊 신품(데이터시트 기준) 대비 잔존용량(SoH)

Samsung 30Q 신품은 일반적으로 약 11Wh 수준의 에너지를 제공합니다.
이번 실험에서 측정된 값은 9.041Wh로 확인되었습니다.

📌 SoH 계산 (에너지 기준)

SoH(Wh) = (9.041 Wh / 11 Wh) × 100% ≈ 81~82%

즉, 이 셀은 **신품 대비 약 80% 초반대의 잔존 성능(SoH)**을 유지하고 있습니다.
전압 플래토는 안정적이지만, 에너지 기준에서는 성능 저하가 시작되는 구간에 해당합니다.

---

📈 SOC–Voltage 특성 (전류 적산식 기반 계산)

전동공구·DIY 팩에서는
“전압이 얼마일 때 몇 %인지”가 매우 중요한데,
30Q는 전압–SOC 특성이 비교적 선형에 가깝습니다.

이번 실험에서는 2.50V=0%, 4.20V=100%로 정규화하고,
실측 전압 곡선을 기반으로 구간별 평균 전압을 산출했습니다.

🔢 30Q SOC–전압–누적용량 테이블 (0.1V 스텝 기반 계산치)

SOC(%) 구간	평균 전압(V)	누적 용량(Ah)
0–10	2.57	0.28
10–20	2.76	0.56
20–30	2.94	0.84
30–40	3.10	1.12
40–50	3.27	1.40
50–60	3.44	1.68
60–70	3.58	1.96
70–80	3.77	2.24
80–90	3.97	2.52
90–100	4.18	2.80

• 3.3~3.6V (40~70%) 구간이 가장 안정적인 출력 영역
• 80% 이상에서는 전압이 급격히 상승하며 셀 스트레스 증가
• 20% 이하에서는 출력 저하가 눈에 띄게 시작됨
• DIY 팩·전동공구 BMS의 컷오프 설정 기준에 활용 가능

---

🧩 연구원 코멘트

이번 Samsung 30Q 셀 실험은
전류 기반(Ah) 수치만으로는 판단하기 어려운 셀의 실제 성능을
에너지(Wh) 기준으로 명확하게 보여준 기록입니다.

• Ah 기준: 2.80Ah → 정격 대비 약 93%
• Wh 기준: 9.04Wh → 신품 대비 약 81~82%

즉,

“용량(Ah)은 괜찮아 보이는데 실제 체감 성능은 떨어진다”
라는 현상이 그대로 확인된 사례입니다.

전동공구·킥보드·배터리팩 설계에서는
에너지 기준 SoH + 전압 플래토 + 내부저항 변화를 함께 봐야
정확한 성능 판단이 가능합니다.

이번 로그는

• 전동공구 배터리팩 진단
• BMS SOC 맵핑
• 커스텀 배터리팩 제작
• 셀 선별(그레이딩)
  등에서 활용하기 적합한 기초 데이터입니다.

---

🔬 Sensloop Lab — 30Q 데이터 패키지

📥 데이터 패키지 다운로드 (ZIP)

• INR18650-30Q data zip

Sensloop Lab — Research Log
Real Data. Real Experiments.
© 2025 Sensloop Lab

---

🔗 함께 보면 좋은 연구 로그

• 배터리 용량, 전압으로 계산하면 왜 틀릴까? 전류적산법이 뭐야?

🔋 배터리 용량, 전압으로 계산하면 왜 틀릴까? 전류적산법이 뭐야?

• 현대 포터 EV 배터리 셀 분석 – SKI E600 충·방전 실험 데이터 공개

🔬현대 포터 EV 배터리 셀 분석 – SKI E600 충·방전 실험 데이터 공개

• 리튬이온 배터리 과방전 / 내부 발열과 셀 붕괴가 시작되는 순간

🔋 리튬이온 배터리 과방전 / 내부 발열과 셀 붕괴가 시작되는 순간

---