이 글에는 리튬이온 셀·배터리팩·전자부품을 활용한 실험 과정이 포함되어 있습니다. 이 기록은 Sensloop Lab의 통제된 환경에서 수행된 내용입니다.
안전한 실험을 위해 다음을 권장드립니다:
- 절연 장비와 보호장구(장갑·보안경 등)를 착용하세요.
- 작업 전 전압 확인과 절연 처리를 진행하세요.
- 고전압 배터리팩 실험은 숙련자가 진행하는 것이 안전합니다.
연구원 여러분, 안녕하세요. 🔋
오늘은 잔량 게이지가 작동하지 않는 보쉬 18V 정품 배터리팩을 점검했습니다.
외관상 멀쩡했지만, 내부를 열어본 순간 예상치 못한 산요 셀 부식과 누액이 확인되었습니다.
이번 실험에서는 부식 원인을 분석하고, Samsung 30Q 셀로 리빌드하여 완전 복원했습니다.
1. 외관 점검 : 잔량 게이지 미작동
외형상 손상은 없지만, 잔량 버튼을 눌러도 LED가 전혀 점등되지 않았습니다.
테스터기로 확인한 전체 전압은 0.0V 이 단계에서 이미 내부 회로나 배터리셀 이상이 의심되었습니다.
| 항목 | 정상 기준 | 측정값 | 상태 |
|---|---|---|---|
| 전체 전압 | 18.0 V ± 0.5 V | 0.0 V | 차단 |
| 잔량 게이지 | 점등 | 미점등 | 비정상 |
| BMS 보호회로 | 개방 | 완전 차단 | 오동작 가능 |
보쉬 18V 배터리의 잔량 표시 LED가 작동하지 않는 모습
잔량 표시 버튼을 눌러봐도 LED가 전혀 켜지지 않네요. 내부 회로나 셀 이상이 의심됩니다.
2. 분해 시작 : 내부 구조 확인
케이스를 분해하자 붉은 하우징 내부에 황갈색 부식 잔여물이 보였습니다.
니켈 스트립 접점과 셀 표면 모두 산화가 진행된 상태였고,
일부 셀은 전해액 누출로 인한 화학적 부식이 발생했습니다.
실험 중 관찰된 부식 패턴은, 리튬이온 전해액이 공기 중 수분과 반응하면서
LiPF₆가 HF(불화수소산)으로 변해 금속과 절연 피막을 부식시키는 전형적 형태였습니다.
3. 해체 및 세척
- 부식된 니켈 스트립 완전 제거
- 하우징 및 단자부 IPA(99%) 세척 → 건조 30분 유지
- 부식 가루 제거 후 절연 상태 확인 (저항값 무한대 유지)
건조가 끝난 뒤 단자부를 다시 확인해 보니,
잔여 부식물은 모두 제거되어 표면이 매끄럽게 복원되었습니다.
부식이 심했던 케이스 모서리 쪽은 자국이 약간 남았지만, 이후 조립에는 영향을 주지 않았습니다.
4. 셀 교체 : 삼성 30Q 정품으로 리빌딩
기존 산요 셀(정격 2,000 mAh × 10개)은 전압 불균형과 부식으로 재사용 불가.
새로 Samsung INR18650-30Q (2,950 mAh, 15 A급) 셀을 적용했습니다.
| 항목 | 기존 셀 (Sanyo) | 교체 셀 (Samsung 30Q) | 개선 효과 |
|---|---|---|---|
| 용량 | 2,000 mAh | 2,950 mAh | +47 % 향상 |
| 내부저항 | 불균일 (30~40 mΩ) | 17 mΩ ±1 | 전류 흐름 안정화 |
| 총 팩 용량 | 약 4.0 Ah | 약 6.0 Ah | +33 % 향상 |
| 부식 위험 | 높음 (누액 발생) | 없음 | 안전성 개선 |
모든 셀 전압은 4.19 ± 0.01 V로 균일하게 밸런싱 후
3점 스폿 용접으로 니켈 스트립을 재구성했습니다.
5. 테스트 : 잔량 게이지 정상 작동
최종 측정 결과, 전압과 내부저항 모두 정상 범위로 복원되었습니다.
| 항목 | 수리 전 | 수리 후 |
|---|---|---|
| 전체 전압 | 0.0 V | 20.9 V |
| 셀 간 전압 편차 | 불균형 (최대 0.8 V) | ±0.01 V |
| 내부저항 | 측정 불가 | 평균 14 mΩ |
| 발열 | 사용 불가로 발열 없음 | 정상 |
| 잔량 게이지 | 미작동 | 정상 작동 |
복원 후 충전 테스트에서 LED 4단 점등 및 전류 흐름이 안정적으로 확인되었습니다.
배터리 케이스까지 조립이 완료된 최종 복원 상태
이후 외관 케이스까지 조립하여 보쉬 18V 배터리팩 복원 완료하였습니다.
🧠 연구원의 코멘트
이번 실험의 핵심은 “부식의 전기화학적 진행 과정”이었습니다.
산요 셀의 누액은 단순한 외관 문제가 아니라,
HF 생성 → 금속 산화 → 전도 경로 차단으로 이어지는 치명적 손상이었습니다.
🔹 예방 팁
- 장시간 방치 시 내부 가스압 상승으로 미세누액이 발생할 수 있으므로
3~6개월마다 부분 충전 유지(약 50~60%)를 권장합니다. - 부식 흔적이 미세하게라도 보인다면 즉시 분해 점검이 필요합니다.
이번 복원으로 전압 0.0V → 20.9V 완전 복원,
내부저항 14 mΩ로 안정화되었으며,
실제 사용 시간은 약 30~35% 증가했습니다.
이번 실험을 통해 부식으로 인한 회로 차단이 얼마나 치명적인지를 다시 한 번 확인했습니다.
Sensloop Lab은 앞으로도 노화된 셀의 화학적 변화와 복원 데이터를 지속적으로 축적해 나가겠습니다. 🔋
Sensloop Lab Research Log — 현장에서 직접 확인한 배터리 복원 실험기.