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.
안녕하세요 Sensloop Lab 연구원 입니다 !
오늘은 다른 연구원에서 배터리 복원, 수리를 위해 배터리가 입고되었는데요, 지금부터 함께 진행해보겠습니다.
오늘 입고된 보쉬 18V 5.0Ah 배터리 두 개입니다.
겉면을 살펴보니 분진이 많이 쌓여 있는 현장용 배터리로 보입니다.
먼저 케이스를 분해하고, 수리 전 전압을 측정해보았습니다.
👉 측정 결과 약 8.5V.
이 정도면 셀 과방전 상태로, 잔량 표시 LED가 점등되지 않는 이유를 설명해줍니다.
⚙️ 손상된 셀 분리 및 교체 준비
기존 셀의 니켈 연결부를 제거하고, **쇼트(단락)**가 발생하지 않도록 주의하며 셀을 분리했습니다.
10개의 셀 중 약 4개만 정상 전압을 유지하고 있었고, 나머지는 완전 방전된 상태였습니다.
이번 교체에는 **삼성 SDI 정품 INR18650-30Q 셀(2,950mAh, 15A급)**을 사용합니다.
왼쪽은 새 셀, 오른쪽의 흰색 부품은 셀을 고정하는 **셀 홀더(Spacer)**입니다.
📄 사용 셀 스펙
참고로 아래는 삼성 30Q의 공식 데이터시트 일부입니다.
- 정격 용량: 2950 mAh
- 정격 전압: 3.6 V
- 방전 컷오프 전압: 2.5 V
- 최대 연속 방전 전류: 15 A 25R 셀에 비해 순간 출력은 다소 낮지만, 더 큰 용량과 안정적인 사이클 수명으로 일반 공구용 배터리에는 적합한 선택입니다.
🔩 새 셀 조립 및 전압 밸런싱 확인
셀을 **5S2P 구성(직렬 5개 × 병렬 2줄)**으로 조립하고,
각 셀의 개별 전압을 3.6 V ±0.01 V 수준으로 맞춘 뒤 밸런스 상태를 점검했습니다.
전압이 불균형할 경우 초기 충전 시 과전압이 걸릴 수 있으므로 반드시 확인이 필요합니다.
⚡ 니켈 스폿 용접 및 최종 점검
니켈 스트립을 위치에 맞춰 3회 스폿 용접으로 고정했습니다.
(스폿 횟수는 엔지니어마다 다르지만, 저는 내구성 확보를 위해 3점 용접을 선호합니다.)
모든 셀의 용접이 완료된 후
- 각 밸런스 단자 전압
- 총 전압 (약 18.4 V) 을 다시 한번 측정했습니다.
잔량 게이지도 정상적으로 점등되어, 셀 밸런스가 올바르게 복원된 것을 확인했습니다.
🧰 조립 및 마감
각 부분의 노출 부위를 절연 테이프로 마감하고, 케이스를 재조립했습니다.
조립 전 케이스 내부에 먼지가 많이 쌓여 있어,
쇼트 방지를 위해 IPA(알코올)로 전체 세척을 진행했습니다.
마지막으로 한번더 최종전압 확인하고 복원,수리 완료합니다.
✅ 결론
보쉬 18V 리튬이온 배터리는 구조가 단단하고 BMS 보호회로가 잘 구성되어 있지만,
장시간 사용 시 셀 불균형이나 과방전으로 인해 출력 저하가 자주 발생합니다.
이번 교체를 통해
- 삼성 30Q 셀로 용량 업그레이드,
- BMS 및 잔량 표시 정상화,
- 완전 충전 기준 21 V 복원 까지 완료되었습니다.
리튬이온 배터리 리빌드 시에는 항상 전압 밸런스와 절연 마감을 철저히 하는 것이 핵심입니다.
Sensloop Lab은 앞으로도 다양한 전동 공구 배터리의 리빌드 및 테스트 사례를 공유할 예정입니다.
리튬이온 배터리 리빌드는 단순한 교체 작업이 아니라 ‘전압 밸런스와 보호회로 이해’가 핵심입니다.
이번 작업이 도움이 되셨다면 댓글이나 이웃추가로 의견 남겨주세요. 감사합니다!