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현대인의 충전 습관 하루가 끝나면 스마트폰을 충전기에 연결하고 다음 날 아침까지 그대로 두는 경우가 많다. 화면에는 이미 100%라고 표시되어 있는데 충전기가 계속 연결되어 있으면 배터리에 전류가 끊임없이 들어가는 것은 아닐까 하는 의문도 생긴다. 실제로 최근 스마트폰과 태블릿은 충전 관리 회로와 소프트웨어를 이용해 배터리 상태를 조절한다. 완전히 충전된 뒤에도 같은 세기로 계속 전류를 공급하는 방식은 아니다. 하지만 여기서 한 가지 구분해야 할 것이 있다. 과충전을 방지하는 것과 배터리가 높은 충전 상태에 오랫동안 머무는 것은 서로 다른 문제 라는 점이다. 리튬이온 배터리는 충전 수준이 높아질수록 셀 전압도 높아진다. 충전량이 거의 가득 찬 상태에서는 전극과 전해질이 상대적으로 높은 전압 조건에 놓이며, 이런 상태가 오래 지속되면 배터리 내부에서 불필요한 화학반응이 일어날 가능성도 커진다. 그렇다면 배터리 표시창의 100%는 내부에서 어떤 상태를 의미할까? 이를 이해하려면 먼저 리튬이온 배터리가 전기를 저장하는 방식부터 살펴볼 필요가 있다. 리튬이온 배터리는 어떻게 충전될까? 리튬이온 배터리 안에는 양극과 음극이 있고, 그 사이에는 전해질과 분리막이 위치한다. 스마트폰 등에 널리 사용되는 배터리에서는 음극 재료로 흑연이 많이 사용된다. 전해질은 리튬 이온이 이동할 수 있는 환경을 제공하고, 분리막은 두 전극이 직접 닿아 단락되는 것을 막는다. 충전기를 연결하면 외부에서 전기에너지가 공급된다. 이 과정에서 리튬 이온은 양극에서 빠져나와 전해질을 지나 음극 방향으로 이동한다. 반면 전자는 전해질 속을 통과하는 것이 아니라 외부 회로를 따라 이동한다. 음극에 도착한 리튬 이온은 흑연 구조 안에 저장된다. 이렇게 충전 과정에서 공급된 에너지는 배터리 내부에 화학적 형태로 보관된다. 스마트폰을 사용할 때는 이 과정이 반대로 진행되면서 전기에너지를 다시 꺼내 쓰게 된다. 100% 충전 상태에서는 무엇이 달라질까? 스마트폰 화면에 100%가 표시되었다고 해서 배터리가 물...