포스코퓨처엠

AI는 단순히 새로운 기술을 넘어, 산업의 지형을 바꾸고

우리의 일하는 방식과 소통하는 방법도 재정의하고 있습니다.

이러한 변화의 물결 속에서, ‘정확하고 핵심적인 정보’를 얻는 능력은

그 어느 때보다 중요해졌는데요.

‘Q&AI’에서는 복잡하고 어려운 배터리, 전기차 관련 기술이나 트렌드에 대해

강력한 정보 분석과 정리 능력을 가진 AI에게 질문해

누구나 이해하기 쉽게 핵심만 짚어드리고자 합니다.

열한번째 주제로, mAh, Wh, kWh 등 다양하고 헷갈리는

‘배터리의 용량 단위’에 대해 알아보겠습니다.

mAh, Wh, kWh… 배터리 용량단위,

왜 이렇게 다를까?

새 스마트폰을 구입했을 때 ‘5,000mAh 대용량 배터리’라는 문구를 본 적 있으신가요? 그런데, 노트북을 고를 때는 ‘72Wh 배터리’, 전기차 광고에서는 ‘84kWh 배터리팩’이라고 합니다.

같은 배터리인데 왜 단위가 다를까요? 혼란스러우셨다면 정상입니다. 사실 이 단위들에는 각각의 이유와 쓸모가 있습니다.

🔋배터리 용량이란?

배터리의 용량을 이해하려면 먼저 세 가지 개념을 알아야 합니다. ‘전하량’, ‘전압’, 그리고 ‘에너지’입니다. 이 셋의 관계를 알면 다양한 용량 단위가 왜 존재하는지 자연스럽게 이해됩니다.

위 비유에서 가장 중요한 공식이 나옵니다. 

즉, mAh는 전압 정보가 빠진 ‘절반의 정보’이고, Wh는 전압까지 포함한 ‘완전한 에너지 정보’입니다. 그렇다면 왜 굳이 mAh를 쓸까요? 그 이유가 바로 다음 이야기의 핵심입니다.

🤔mAhㆍWhㆍkWh, 각각 무엇인가

1. mAh : 내 스마트폰의 ‘물통 크기’

가장 흔하게 볼 수 있는 단위인 ‘mAh’는 주로 스마트폰, 무선 이어폰, 보조배터리 등 소형 기기에서 사용됩니다.

ㆍm(밀리) : 1,000분의 1을 뜻합니다.

ㆍA(암페어) : 전류(물의 양)을 뜻합니다.

ㆍh(아워) : 시간(1시간)을 뜻합니다.

즉, 3,000mAh 배터리는 ‘3,000mA의 전류를 1시간 동안 흘려보낼 수 있는 용량’을 의미합니다.

쉽게 비유해볼까요? mAh는 ‘물통의 크기’와 같습니다. 1시간에 물을 100ml씩 마신다고 가정해보겠습니다. 3,000ml짜리 물통을 가지고 있다면 30시간 동안 물을 마실 수 있겠죠? 물통(mAh)이 클수록 스마트폰을 더 오래 사용할 수 있는 것입니다.

그렇다면 왜 소형 기기에 굳이 mAh의 단위를 쓸까요? 소형 기기에 들어가는 리튬이온 배터리는 대부분 전압이 3.6-3.7V로 사실상 표준화되어 있습니다. 수압이 똑같이 때문에, 굳이 복잡한 계산없이 ‘물통에 물이 얼마나 들어가는지(mAh)’만 비교하면 되기 때문입니다.

2. Wh : 노트북과 비행기의 기준, ‘진짜 에너지의 양’

노트북 배터리나 비행기 기내 반입 규정을 보면 ‘Wh’라는 단위를 씁니다. Wh는 배터리가 가진 ‘총 에너지의 양’을 뜻합니다. Wh는 전압에 용량을 곱해 구할 수 있습니다.

이번엔 물총을 생각해 볼까요? A 물총은 엄청 큰데 수압이 졸졸졸 약합니다. B 물총은 물통은 작은데 수압이 소방호스처럼 강력합니다. 어떤 물총이 더 강력한 에너지를 가졌을까요? 단순히 물통 크기(mAh)만으로는 알 수 없습니다. 물통 크기(mAh)에 수압(V, 전압)을 곱해야 진짜 파워(Wh)를 알 수 있게 되는 것이죠!

그렇다면 왜 노트북은 Wh를 쓸까요? 스마트폰과 달리 노트북은 기기마다 사용하는 전압이 다릅니다. 예를 들어 5,000mAh 스마트폰과 5,000mAh 노트북 배터리는 물통 크기는 같지만, 노트북 배터리의 전압은 제조사나 모델마다 10.8V, 11.4V, 14.8V 등 다양합니다. 따라서 공정한 비교를 위해 전압까지 고려한 총 에너지 단위인 Wh를 사용하는 것입니다.

3. kWh : 전기차와 ESS의 거대한 스케일, ‘거대한 댐’

최근 전기차 시대가 오면서 가장 많이 들리는 단위가 바로 ‘kWh’입니다. k는 1,000을 뜻하며, 1kWh=1,000Wh를 의미합니다. 즉, 스마트폰이 컵, 노트북이 양동이라면, 전기차 배터리는 ‘거대한 댐이나 저수지’입니다. 스케일이 아예 다르죠.

만약 전기차 배터리 용량을 스마트폰처럼 mAh로 표시하면 어떻게 될까요? 요즘 나오는 80kWh 용량의 전기차 배터리를 mAh로 환산하면 무려 약 20,000,000mAh가 넘습니다. 0이 너무 많아서 읽기도 힘들고 헷갈리겠죠?

그래서 거대한 에너지를 담는 전기차나 ESS에서는 숫자를 간결하고 알아보기 쉽게 표현하기 위해 kWh라는 큰 단위를 사용하는 것입니다. 심지어 산업용 ESS와 같이 대규모 전력 시설의 경우 ‘MWh(1MWh=1,000kWh)’단위를 사용하기도 하며, 나아가 배터리 공장의 생산능력을 나타내는 단위로 ‘GWh(1GWh=1,000MWh)’를 사용합니다.

이제 배터리 용량 단위들이 왜 다르게 쓰이는지 이해가 되셨나요?

작은 스마트폰의 mAh부터 거대한 전기차의 kWh까지, 단위는 달라도 배터리의 핵심은 결국 ‘얼마나 많은 에너지를 안전하고 효율적으로 담아내느냐’에 있습니다.

다음 번 일상에서 배터리 용량을 보게 되었을 때, 조금 더 친근하게 느껴지시길 바랍니다.