소매 상점의 매장이나 넷 숍에서 전지를 사려고 할때, 어느 것이 좋은 것인지 망설였던 경험이 있는 사람은 많을 것이다. 알칼리 전지는, 망간 전지에 비해 장시간 안정된 전압과 전류를 유지할 수 있으므로, 특히 일반적인 규격의 AA 알칼리 전지는 손전등이나 휴대 오디오 기기, 장난감이나 게임의 컨트롤러 등 폭넓은 제품의 동력원이 되고 있다.
그래서, 태양광 발전이나 전자제품의 전문가가, 시판되고 있는 다양한 AA 알칼리 전지나 충전지의 성능을 실제로 계측하고, 그 분석 결과를 공개했다.
오스트레일리나 웨스턴 시드니 대학에서 엔지니어링을 연구하고 있는 Gough Lui 씨에 의하면, 한마디로 전지라고 해도 그 성능은 천차만별이라고 한다. 예를 들면, 용량의 경우, "용량이 1000mAh이고 전압이 1.5V의 전지와 500mAh이고 3V에서는 같은 에너지를 가지고 있다"는 것으로 되기 때문에, 일률적으로 용량의 값이 크면 고성능이라고 하는 것은 아니다. 전류와 전압을 곱해 "밀리와트시(mWh)"를 계산하면, 전지의 전력량을 파악할 수 있지만, 공칭전압은 온도를 비롯한 컨디션에 따라 크게 변동하기 때문에 제조사의 정보나 간단한 측정만으로는 전지의 실력을 알 수 없다고 한다.
그래서 Lui 씨는, 아래의 조건으로 시판되고 있는 AA 전기를 닥치는 대로 측정하고, 비교하는 실험을 실시했다.
. 에어컨으로 실내 온도를 21도로 설정
. 전압 강하에 의한 오차가 발생하지 않도록 AWG16의 전선을 사용
. 직접 리뷰하여 신뢰성을 확인한 전력 테스터인 B&K Precision Model 8600으로 측정
. 일반적인 2000mAh의 1.2V 니켈 수소 전지와 같은(5시간으로 400mA의 방전)을 상정하여 0.48W의 조건으로 측정.
. 일반적인 디바이스가 필요로 하는 전압의 하한인 0.8V로 테스트 종료
테스트에는 Lui 씨가 입수한 47종류 181개, 총중량 4.26kg의 배터리를 사용. 소요된 비용은 배터리 값만 약 350 호주달러(약 30만원)였으며, 총 테스트 시간은 556시간이나 소요되었다고 한다.
그리고, 테스트 결과의 요약을 표로 정리한 것이 아래. 이미지를 클릭하면 오리지닐 사이즈의 화상을 볼 수 있다는. 표의 항목 중 "m"이 붙어 있는 것은 평균을, "s"가 붙어있는 것은 표준 편차를 의미한다. 또한 망의 색상은 녹색일수록 우수하고, 빨간색이 될수록 성능이 나쁜 것을 나타낸다. 덧붙여 전지의 가격이나 코스트 퍼포먼스도 기재되어 있지만, 전지의 가격은 변동이 심하기 때문에 어디까지나 참고만 하라고....
예를 들어, 테스트를 받은 전지 중 유일한 일본 제품인 산요전기의 에네루프 톤즈는, 다른 일회용 AA 알칼리 전지와는 달리, 충전식 니켈 수소 전지이므로 단순히 비교할 수는 없지만, 부하를 가하지 않은 상태의 전압인 개로전압의 평균치(OCVm)가 가장 낮은 반면, 용령(mAh)이나 밀리와트시(mWh)등은 다른 것을 압도하는 성적이었다.
이 때문에, Lui 씨는 "니켈 수소 전지의 충전지는 모든 알칼리 전지의 성능을 웃돌았습니다. 이 결과는 고부하시 에너지 밀도가 높다고 믿고, 알칼리 전지를 계속 사용하는 일부 사람들의 주장을 배신하는 것"이라며, 충전지는 일회용 전지보다 성능이 나쁘다는 속설에 반하는 결과가 나왔음을 지적했다.
충전지 이외에서 가장 뛰어난 성능을 보인 것은, 파워체크가 있는 Duracell Ultra였다. 이하는 밀리와트시의 측정치의 상한과 하한을 나타낸 표로, 오른쪽에 있을수록 뛰어난 것을 의미한다.
또, 전지에 대한 속설 중에는, 무거울수록 재료가 많이 차 있어 성능이 좋다는 것이 있다는 것. 그래서 밀리와트시 측정 결과(세로축)에 중량(가로축)도 가미하여 작성한 그래프가 아래. 꽤 차이가 나지만, 약간의 상관 관계를 보인다는 결과가 되었다.
무게와 전지의 성능에 관계에 대해서, Lui 씨는 "원래 AA 전지는 가볍기 때문에, 각 메이커가 사용하고 있는 패키지 등에 의해서 무게가 좌우됩니다. 따라서 매장에서 배터리의 무게를 달아 어느 것이 가장 좋은지 알아보는 것은 별로 좋은 방법이 아닙니다. 다만, 같은 메이커의 전지끼리라면, 그러한 요인을 고려할 필요가 없어지므로, 무거운 전지일수록 내용이 많고 성능도 높다고 할 수도 있을 것입니다"라고 코멘트.
덧붙여 Lui 씨 자신도 어릴적에 슈퍼에 중량계를 반입해 전지의 무게를 측정, 점원이 이상한 표정을 짓게 한 경험의 소유자라고 한다.
마찬가지로, 밀리와트시(세로축)와 유효기간(가로축)을 취해서 "유효기한이 긴 전지일수록 좋은 전지"라는 속설을 검증한 결과가 아래. 이것에 대해서, Lui 씨는 "전브랜드의 전지의 용량과 기한을 plot 해보면, 약하면서 약간의 상관관계가 있는 것처럼도 보입니다. 그렇다고는 해도, 유효기간은 메이커에 의해서 3년부터 12년으로 변동폭이 크고, 전지에 사용되고 있는 테크놀로지도 메이커 마다 다르기 때문에, 명확한 관계가 있다고도 말할 수 없습니다"라고 지적.
또 Lui 씨는, 조사 전체로부터 얻은 지견을 정리해, "0.48W의 부하로 사용하는데 있어서는, 충전식의 니켈 수소 전지는 테스트한 모든 알칼리 전지를 웃도는 성능을 나타냈습니다. 전압 유지에도 우수하여 1회용 배터리보다 비용도 저렴합니다. 충전지 이외에는 Duracell Ultra가 가장 용량이 뛰어난 배터리 자리를 획득했습니다. 또, 알칼리 전지의 평균 방전 전압은, 머리 하나가 빠져 있던 파나소닉의 Evolta 이외는 비슷한 것이었습니다. 또한 무게는 같은 메이커의 전지일 경우에 한해 용량의 예측 인자인 것으로 나타났습니다. 한편 유효기간은, 같은 브랜드끼리 비교한다면 모를까, 메이커가 다른 경우는 용량과의 사이에 명확한 관계를 찾아낼 수 없었습니다"라고 결론지었다.
