몇 분 만에 충전, 며칠 동안 지속: 스마트폰 배터리의 미래 공개

일부 최신 휴대폰은 0–100%까지 10분 이내에 충전할 수 있습니다. 이는 초고속 200W+ 충전 기술 덕분입니다 ts2.tech.
차세대 Qi2 무선 충전 표준은 완벽한 정렬을 위해 자석을 사용하며 15W(곧 25W 지원 예정)를 지원합니다. 이제 충전기가 어긋나 아침에 충전이 안 된 채로 일어나는 일은 끝났습니다 ts2.tech ts2.tech.
실리콘 기반 배터리는 이미 상용 휴대폰에 탑재되어 있으며, 동일한 크기에서 약 10–20% 더 높은 용량을 제공합니다. 예를 들어, HONOR Magic5 Pro의 중국판은 실리콘-탄소 음극을 사용해 글로벌 모델(5,100mAh)보다 더 큰 5,450mAh 배터리를 탑재했습니다 androidauthority.com.
전고체 배터리는 고체 전해질을 사용해 약 20–30% 더 높은 용량과 더 뛰어난 안전성을 약속합니다. 샤오미의 프로토타입은 동일한 공간에 6,000mAh 전고체 셀(33% 더 많은 용량)을 탑재했으며 notebookcheck.net, 삼성은 2027년 첫 전고체 스마트폰 출시를 목표로 하고 있습니다 techxplore.com.
그래핀 강화 배터리는 번개처럼 빠른 충전과 더 높은 에너지 밀도를 가능하게 할 수 있습니다(실험실 시연에서는 표준 리튬이온 대비 최대 5배 빠른 충전 속도를 보여줌) ts2.tech, 하지만 아직까지 주류 휴대폰에는 진정한 “그래핀 배터리”가 탑재된 사례가 없습니다 ts2.tech.
주요 브랜드들은 각기 다른 전략을 가지고 있습니다: 애플은 내구성에 집중하며 2025년경 자체 배터리 기술을 조용히 개발 중입니다 techxplore.com; 삼성은 전고체 배터리 연구개발(R&D)과 같은 대규모 투자에 나서고 있습니다 techxplore.com; 샤오미, 오포 등 중국 제조사들은 빠른 충전과 신소재 등으로 주목받으며 앞서가고 있습니다 ts2.tech.
친환경 배터리에 대한 관심이 커지고 있습니다. EU의 새로운 규정에 따라 2027년까지 재활용 원료(예: 코발트 16%)와 사용자가 분리 가능한 배터리가 의무화됩니다 ts2.tech. 애플은 2025년까지 자사 배터리에 100% 재활용 코발트를 사용할 것을 약속했습니다 ts2.tech. 이는 배터리를 더 윤리적이고 지속가능하게 만들기 위함입니다.
폐배터리는 “세컨드 라이프”를 얻을 수도 있습니다 – 연구진은 버려진 휴대폰 배터리를 오프그리드 지역의 태양광 LED 조명으로 재활용했습니다 thecivilengineer.org. 남은 용량을 활용하고 전자폐기물을 줄이는 방법입니다 thecivilengineer.org.
분석가들은 기대와 현실을 모두 언급합니다: “배터리 기술에 그 어느 때보다 많은 자금이 투입되고 있다… 지금은 배터리에게 매우 흥미로운 시기다”라고 한 전문가는 말하지만, 한 번 충전으로 2주 가는 휴대폰은 여전히 “수년, 수십 년은 더 걸릴 것”이라고 덧붙입니다 techxplore.com.

서론: 배터리 혁신의 새로운 시대

스마트폰 배터리 수명은 오랫동안 골칫거리였습니다 – 우리는 모두 배터리가 닳아가는 불안감을 느껴봤습니다. 하지만 곧 충전 걱정이 사라질 큰 변화가 다가오고 있습니다. 2025년, 우리는 배터리 혁명의 문턱에 서 있습니다: 몇 분 만에 충전되는 휴대폰, 더 오래 가고 더 천천히 노화하는 배터리, 그리고 기기를 더 지속가능하게 만드는 친환경 기술까지. 대형 IT 기업과 스타트업 모두 배터리 문제 해결에 자원을 쏟아붓고 있으며, 그 결과가 마침내 나타나기 시작했습니다.

얼마 전만 해도, 일반적인 휴대폰은 충전에 2시간 이상이 걸렸고 하루도 채 가지 못했습니다 ts2.tech. 오늘날 플래그십 기기들은 4,000~5,000mAh 배터리를 기본으로 탑재하고(10년 전 약 2,500mAh와 비교) 효율적인 칩을 사용해 하루 종일 사용할 수 있게 되었습니다. 하지만 단순히 용량만 늘리는 것은 점점 효과가 줄어들고 있습니다 ts2.tech. 업계의 새로운 접근법은 두 가지입니다: 배터리 자체의 혁신(실리콘, 고체 전해질 등 새로운 소재 활용)과 충전 및 사용 방식의 혁신(더 빠른 충전, 무선 전력, 더 똑똑한 배터리 관리)입니다. 다음 보고서에서는 스마트폰 배터리의 미래를 좌우할 최신 개발 동향—혁신적인 화학 기술부터 충전 혁신, 지속 가능성 노력, 제조사 로드맵, 그리고 앞으로 남은 과제까지—을 다룹니다.

혁신적인 배터리 기술: 전고체, 그래핀, 실리콘 음극재 그리고 그 너머

배터리 과학자들은 기존 리튬이온 배터리를 재창조하기 위해 열심히 연구 중입니다. 미래의 휴대폰에 전력을 공급할 가장 유망한 신규 배터리 기술은 다음과 같습니다:

실리콘 음극재: 같은 크기에 더 많은 에너지

대부분의 리튬이온 배터리는 흑연(탄소) 음극을 사용하지만, 일부 흑연을 실리콘으로 대체하면 용량이 크게 증가할 수 있습니다. 실리콘은 흑연보다 약 10배 더 많은 리튬 이온을 저장할 수 있어, 같은 부피에 더 많은 에너지를 담을 수 있습니다. 단점은? 순수 실리콘은 충전 중에 많이 팽창하고 수축해 배터리가 빨리 손상됩니다. 해결책은 실리콘-탄소 복합 음극재를 사용하는 것—실리콘과 탄소를 혼합하거나 다공성 구조를 설계해 팽창을 제어하는 방식입니다 mid-east.info.

수년간의 연구 끝에, 실리콘 강화 배터리가 마침내 스마트폰에 등장했습니다. 2023년, HONOR는 중국에서 5,450mAh “실리콘-카본” 배터리를 탑재한 Magic5 Pro를 출시했으며, 글로벌 모델은 5,100mAh의 표준 배터리를 사용했습니다. 즉, 동일한 물리적 공간에서 약 12%의 용량 증가가 있었습니다 androidauthority.com. 그 이후로, OnePlus, Xiaomi, 그리고 vivo가 프리미엄 모델에 실리콘 애노드 배터리를 채택하는 모습을 볼 수 있었습니다 androidauthority.com. OnePlus는 Ace 3 Pro가 6,100mAh 실리콘 배터리 덕분에 작년 모델 대비 동일 크기에서 22% 더 많은 용량을 제공한다고 주장합니다 androidauthority.com. 얇은 배터리가 필요한 폴더블 폰도 혜택을 받았습니다. 초슬림 HONOR Magic V2 폴더블은 두께 9.9mm에 5,000mAh 실리콘 배터리를 탑재했고, vivo X Fold 3 Pro는 11mm 프레임에 5,700mAh 실리콘 기반 셀을 사용합니다 androidauthority.com.

실제로 실리콘 애노드 배터리는 폰 크기를 키우지 않고 더 오래 사용할 수 있음을 의미합니다. 이 기술은 중국을 넘어 주류로 자리 잡을 태세입니다. Apple, Samsung, Google은 (2025년 기준) 아직 실리콘 배터리 탑재 폰을 출시하지 않았지만, 전문가들은 그 이점이 명확해지면서 곧 더 널리 채택될 것으로 예상합니다 androidauthority.com. 5,000mAh 이상의 배터리를 탑재한 콤팩트 폰의 시대가 열리고 있습니다 – 기기가 더 두꺼워지지 않고도 말이죠. 유일한 단점은 약간 더 높은 생산 비용과 수명 보장을 위한 엔지니어링 노력(팽창 문제 해결)이지만, HONOR와 같은 제조사는 애노드를 안정적으로 유지하기 위해 특수 혼합물과 바인더를 사용해 실현 가능함을 보여주었습니다 mid-east.info mid-east.info.

고체 상태 배터리: 더 안전하고 에너지 밀도가 높은 셀

아마도 가장 많이 주목받는 차세대 배터리 기술은 전고체 배터리일 것입니다. 이름에서 알 수 있듯이, 이 배터리들은 현재 리튬이온 전지에 들어 있는 액체 전해질(가연성 젤)을 세라믹이나 고체 폴리머와 같은 고체 물질로 대체합니다 ts2.tech. 종종 흑연 대신 리튬 금속 음극을 사용하여 훨씬 더 많은 에너지를 저장할 수 있습니다. 기대되는 점은 매우 큽니다: 더 높은 에너지 밀도(같은 크기에 더 많은 용량), 더 빠른 충전, 그리고 배터리 화재의 종식(고체 전해질은 가연성이 아님) ts2.tech ts2.tech.고체 상태의 프로토타입은 수년간 “곧 상용화될 것”이라고 여겨졌지만, 최근의 이정표들은 마침내 현실에 가까워지고 있음을 시사합니다 ts2.tech. 특히, 2023년 샤오미는 작동하는 고체 상태 배터리 프로토타입 폰을 제작했다고 발표했습니다. 개조된 샤오미 13에 기존 4,500mAh 배터리 공간에 6,000mAh 고체 상태 셀이 장착되었습니다 ts2.tech. 이 33%의 용량 증가는 안전성 향상과 함께 이루어졌습니다. 샤오미는 천공 시에도 내부 단락 위험이 없고, 저온 성능도 더 뛰어나다고 보고했습니다 notebookcheck.net. 이는 고체 상태 기술이 휴대폰 폼팩터에서 작동할 수 있음을 보여주는 중요한 개념 증명입니다 ts2.tech. 마찬가지로, 삼성도 고체 상태 연구개발에 막대한 투자를 하고 있으며, 2025~26년까지 스마트워치와 같은 소형 기기에 고체 상태 배터리를 적용할 계획이고, 스마트폰에는 2027년경 도입할 예정입니다 ts2.tech ts2.tech. 업계 전반적으로 2027년은 중대한 해가 될 전망입니다. 도요타, BMW와 같은 자동차 제조사들도 2027~2028년 첫 고체 상태 전기차 출시를 목표로 하고 있어, 이에 따른 대규모 투자와 진전이 휴대폰 분야로도 확산될 수 있습니다 ts2.tech.

소비자들은 무엇을 기대할 수 있을까? 초기 전고체 배터리는 동등한 크기의 리튬이온 셀보다 약 20–30% 더 많은 용량을 제공할 수 있다 ts2.tech. 이는 평소 하루 가는 휴대폰이 약 1.3일 정도 사용할 수 있게 된다는 의미로, 획기적인 변화는 아니지만 눈에 띄는 개선이다 ts2.tech. 더 중요한 것은, 안전성이 향상된다는 점이다. 액체 전해질이 없기 때문에 화재나 폭발 위험이 크게 줄어든다. 제조사들이 배터리 안전을 위해 두꺼운 차폐를 덜 필요로 하게 되면서, 미래의 휴대폰 디자인이 더 창의적으로 변할 수도 있다 ts2.tech. 또한 더 빠른 충전도 기대할 수 있다. 고체 전해질은 더 적은 열로 고전류를 처리할 수 있어, 충전 속도가 더 빨라질 수 있다는 의미다. 배터리가 손상되지 않으면서도 말이다 ts2.tech ts2.tech.

하지만 전고체 기술은 큰 도전과제에 직면해 있다. 이 배터리를 대량 생산하는 것은 어렵다. 매우 얇고 결함 없는 고체 전해질 층을 만드는 것과 미세한 리튬 덴드라이트(수지상 결정) 형성을 막는 것이 여전히 과제다. 현재의 프로토타입은 가격도 매우 비싸다. 2025년 전고체 셀의 생산 단가는 kWh당 $800–$1000로 추정되는데, 이는 대량 생산되는 리튬이온 배터리보다 2–3배 더 비싸다 ts2.tech. 이 비용이 크게 낮아져야 한다. 수명도 또 다른 문제다. 일부 초기 전고체 배터리는 리튬이온보다 더 빨리 성능이 저하되었으나, 폭스바겐 등에서 개발한 최신 설계는 1,000회 이상 충전해도 95% 용량을 유지한다고 주장한다 ts2.tech. 대체적인 전망은, 2020년대 후반에 한정판 또는 고급형 휴대폰에 전고체 배터리가 먼저 적용되고 ts2.tech, 2030년대에 기술이 성숙하고 비용이 낮아지면서 더 널리 보급될 것이라는 것이다. 요약하자면, 전고체 배터리는 곧 등장할 것이며, 게임 체인저가 될 수 있지만 한 번에 대중화되지는 않을 것이다.

그래핀 배터리: 과대광고일까, 아니면 차세대 혁신일까?

그래핀 – “기적의 소재”로 널리 찬사를 받은 이 물질 – 은 10년 넘게 슈퍼 배터리의 핵심으로 주목받아 왔습니다. 그래핀은 탄소 원자가 벌집 모양 격자로 배열된 한 원자 두께의 시트입니다. 놀라울 정도로 강하고, 가볍고, 전기 전도성이 뛰어납니다. 그래핀 배터리의 꿈은 본질적으로 전극(그리고 잠재적으로 전해질 첨가제)으로 그래핀 기반 소재를 사용해 성능의 도약을 이루는 배터리입니다.

왜 이렇게 주목받을까요? 그래핀 강화 전극은 훨씬 더 빠른 충전과 더 높은 용량을 오늘날의 배터리보다 가능하게 할 수 있습니다. 실제로, 실험실 테스트와 프로토타입에서 그래핀을 추가하면 표준 리튬이온 셀보다 최대 5배 더 빠른 충전이 가능하다는 결과가 나왔습니다 ts2.tech. 휴대폰을 몇 분 만에 거의 완충할 수 있다고 상상해 보세요 – 그래핀이 그걸 가능하게 할지도 모릅니다. 그래핀은 열 전도성도 뛰어나서 배터리가 더 시원하고 안전하게 작동하며, 리튬 배터리에서 문제가 되는 열폭주 화재에도 잘 견딥니다 usa-graphene.com. 이 소재의 강도와 유연성은 미래의 플렉서블 배터리나 초경량 셀의 가능성도 열어줍니다 usa-graphene.com. 이론상으로 그래핀은 기적처럼 들립니다: 한 보고서에 따르면 그래핀 강화 배터리는 리튬이온 대비 5배의 에너지 밀도를 달성할 수 있다고 합니다 usa-graphene.com. 이는 혁명적일 수 있으며, 일주일 동안 가는 휴대폰 배터리가 가능해질 수도 있습니다.

이제 현실 점검: 2025년 현재, 우리는 아직 모든 과장된 기대를 충족하는 순수 그래핀 배터리를 탑재한 휴대폰을 가지고 있지 않습니다. 이른바 “그래핀 배터리”라고 불리는 것들 대부분은 기본적으로 전통적인 리튬이온 셀에 복합 전극이나 코팅으로 소량의 그래핀을 사용하는 것에 불과합니다 ts2.tech. 이것은 성능을 향상시키긴 합니다 – 예를 들어, 그래핀은 이미 일부 배터리 전극에 사용되어 전도성을 높이고 충전 속도를 빠르게 합니다. 시중에는 약간의 그래핀 덕분에 더 빠르게 충전되고 더 낮은 온도로 작동하는 그래핀 혼합 보조 배터리도 있습니다. 하지만 성배와도 같은 그래핀 배터리 – 즉, 흑연을 완전히 대체하거나 그래핀 양극을 사용해 5배 용량을 실현하는 배터리 – 는 아직 개발 중입니다. 삼성, 화웨이, 그리고 여러 스타트업들이 그래핀 연구개발에 막대한 투자를 해왔습니다 usa-graphene.com usa-graphene.com. 삼성은 2017년에 충전 속도를 5배 높일 수 있는 “그래핀 볼” 첨가제를 발표했고 usa-graphene.com, 중국 전기차 제조사 GAC는 2021년부터 자동차에 그래핀 강화 배터리를 사용하기 시작했습니다 usa-graphene.com.

도전 과제는 상당합니다. 고품질 그래핀을 대량으로 생산하는 것은 비용이 많이 듭니다 – 결함이 없는 단일층 그래핀을 대량으로 합성하는 것은 결코 쉬운 일이 아니며, 현재로서는 비용이 크게 증가합니다(한 추정치에 따르면 고순도 그래핀은 킬로그램당 1,000달러 이상입니다) usa-graphene.com. 또한 약간의 용어 혼란도 있습니다 – “그래핀 배터리”로 무엇을 정의할 수 있을까요? 그래핀 코팅을 사용하는 것과 완전한 그래핀 전극을 사용하는 것은 다르며, 일부 전문가들은 마케팅 용어가 기대치를 과도하게 부풀릴 수 있다고 경고합니다 usa-graphene.com. 초기 프로토타입들은 약속했던 5배 용량 증가를 아직 입증하지 못했습니다; 일부는 실제로 동등한 리튬이온 셀보다 더 낮은 용량을 보이기도 했습니다 usa-graphene.com, 이는 우리가 여전히 그래핀을 배터리에 어떻게 최적으로 적용할지 연구 중임을 보여줍니다. 제조 공정의 대규모화도 또 다른 장애물입니다 – 몇 개의 동전 크기 프로토타입을 만드는 것과, 일관된 그래핀 구조를 가진 스마트폰 크기의 셀을 수천 개 대량 생산하는 것은 전혀 다른 문제입니다 usa-graphene.com.

그렇다면, 진정한 그래핀 배터리를 탑재한 휴대폰을 언제쯤 볼 수 있을까요? 아마도 향후 몇 년 내에, 적어도 제한된 형태로 등장할 수 있습니다. 업계 관측통들은 2020년대 후반쯤 한 기업이 자사의 플래그십 휴대폰에 “그래핀 슈퍼 배터리”를 발표할 수 있다고 추측합니다 – 다만, 이는 그래핀 강화 부품이 적용된 리튬 배터리임을 설명하는 각주가 붙을 가능성이 높습니다 ts2.tech. 그래핀은 점진적으로 도입될 가능성이 더 높습니다: 우선 배터리의 고속 충전 및 열 관리(이미 일부 틈새 제품에서 적용 중)를 개선하고, 이후 점차 더 높은 용량을 가능하게 할 것입니다. Graphene Manufacturing Group (GMG)(그래핀-알루미늄 배터리 개발 중)와 Lyten(미국 군사용 그래핀 기반 양극 개발 중) usa-graphene.com, 그리고 삼성, LG화학과 같은 배터리 대기업들의 행보를 주목하세요 – 모두 그래핀 연구에 박차를 가하고 있습니다. 이들의 돌파구가 현실화된다면, 2030년의 스마트폰은 몇 초 만에 충전되고 오이처럼 시원할지도 모릅니다. 하지만 지금은 기대를 조금 낮추세요: 그래핀은 도움이 되고 있지만, 아직 마법의 지팡이는 아닙니다.

리튬-황 및 기타 와일드카드 배터리 화학식

실리콘, 전고체, 그래핀 외에도 다양한 배터리 화학식이 연구되고 있습니다 – 각기 단점만 해결된다면 매력적인 이점을 지닙니다:

리튬-황 (Li-S): 이 화학 방식은 리튬이온 배터리의 양극에 들어가는 중금속(코발트나 니켈 등) 대신 황을 양극에 사용합니다. 황은 저렴하고 풍부하며, Li-S 배터리는 훨씬 더 가볍고 잠재적으로 더 높은 용량을 가질 수 있습니다. 리튬-황 전지는 이론적으로 무게당 훨씬 더 많은 에너지를 저장할 수 있습니다 – 즉, 무게가 절반이거나 에너지가 두 배인 휴대폰 배터리를 상상해보세요. 가장 큰 단점은 수명입니다: Li-S 전지는 “셔틀 효과”로 인해 비교적 적은 충전 사이클 후에 고장나는 경향이 있습니다. 이 현상은 중간 황 화합물이 용해되어 전극을 손상시키는 현상입니다 ts2.tech. 그럼에도 불구하고, Li-S 배터리를 안정화하기 위한 연구가 실험실에서 진행 중입니다. 2024년에는 리튬-황이 새로운 혁신으로 주목받으며 새로운 단계에 근접하고 있습니다 ts2.tech – 연구자들이 더 많은 충전 사이클을 달성하는 방법을 찾고 있습니다. 몇몇 스타트업이 Li-S 프로토타입을 제작했으며(OXIS Energy가 대표적이었으나 현재는 폐업), 만약 과학자들이 Li-S 배터리의 수명을 수백 회로 늘리는 데 성공한다면, 코발트 없이 ts2.tech 더 많은 전하를 저장하는 초경량 휴대폰 배터리를 볼 수 있을 것입니다. 이는 성능과 지속가능성 모두에 윈윈이 될 것입니다.
나트륨이온: 나트륨이온 배터리는 리튬 대신 저렴하고 풍부한 원소인 나트륨(소금에 들어있는 성분)을 사용합니다. 작동 방식은 리튬이온과 비슷하지만, 일반적으로 에너지 밀도가 낮아(같은 용량에 더 무거운 배터리) 전압도 약간 낮습니다. 장점은 비용과 자원 확보에 있습니다: 리튬이나 코발트가 필요 없으므로 공급이 더 쉽고 셀 가격도 저렴해질 수 있습니다 ts2.tech. 중국의 배터리 대기업 CATL은 2021년에 성능이 괜찮은 나트륨이온 배터리를 공개하기도 했습니다 ts2.tech. 앞으로 몇 년 안에, 리튬 가격이 급등할 경우 특히, 나트륨이온 배터리가 덜 까다로운 기기나 저가형 휴대폰에 등장할 수 있습니다. 일부 분석가들은 제조사들이 여러 화학 방식을 혼합해 프리미엄 기기에는 고성능 리튬 또는 전고체 셀을, 기본 기기에는 저가형 LFP나 나트륨이온 셀을 사용할 미래를 예상합니다 ts2.tech. 휴대폰의 경우, 나트륨이온이 실용화되려면 에너지 밀도 격차를 줄여야 하지만, 친환경적인 측면에서 주목할 만한 기술입니다.
기타(리튬-에어, 울트라-커패시터, 심지어 원자력까지?!): 더 이색적인 아이디어들은 초기 단계의 연구 중입니다. 예를 들어 리튬-에어 배터리는 양극을 실제로 공기 중의 산소로 만듭니다 – 이론적으로는 천문학적인 에너지 밀도를 제공합니다(진정한 초경량 배터리를 상상해보세요) – 하지만 아직 실용화와는 거리가 멉니다. 더 놀라운 점은, 핵 다이아몬드 배터리라는 개념도 제시된 바 있습니다: 방사성 동위원소를 사용해 수십 년간 미세한 에너지를 생성하는 초소형 배터리입니다. 실제로 한 중국 스타트업이 최근 니켈-63 동위원소를 사용한 프로토타입 “핵” 배터리를 선보였으며, 스마트폰을 50년간 구동할 수 있다고 주장했습니다 techxplore.com. 하지만 다음 삼성폰에서 이걸 볼 거라 기대하진 마세요 – 현재 파일럿 테스트 중이고, 이런 셀은 소량의 전류만 생산합니다(저전력 IoT 센서에는 적합하지만, 전력 소모가 큰 폰에는 부족합니다) ts2.tech ts2.tech. 이런 혁신적인 기술들이 소비자용 폰에 곧 적용될 가능성은 낮지만, 현재 진행 중인 연구의 폭을 보여줍니다. 충전 없이 반세기 동안 지속될 수 있는 “배터리”가 시연되고 있다는 사실만으로도 더 나은 에너지 저장을 찾기 위한 과학자들의 노력이 얼마나 광범위한지 알 수 있습니다.

요약하자면, 우리 휴대폰 속 배터리 화학은 변화의 한가운데에 있습니다. 한 기술 분석가의 말처럼, 모든 제조사는 더 나은 배터리가 필요하다는 걸 알고 있고, 배터리 기술이 다른 발전에 비해 뒤처져 있다는 인식이 있습니다 techxplore.com. 스마트폰과 전기차 붐 덕분에 배터리 연구개발 투자는 사상 최고치에 달했습니다 techxplore.com. 배터리 수명을 즉각적으로 몇 배로 늘려줄 “은탄환” 같은 단일 화학 기술은 나오지 않겠지만, 점진적인 개선의 조합이 쌓이고 있습니다. 실리콘 음극은 이미 실제 제품에서 용량을 약 10~15% 높이고 있고, 고체 전해질은 몇 년 내에 추가로 20~30%를 더할 수 있으며, 그래핀이나 Li-S가 성공한다면 언젠가 오늘날 배터리 용량을 두 배로 늘릴 수도 있습니다 ts2.tech ts2.tech. 배터리 마니아와 소비자 모두에게 흥미로운 시기이며, 앞으로 10년간 휴대폰의 사용 시간과 충전 속도에서 실질적인 개선이 기대됩니다.

충전 혁신: 빠르고, 무선이며, 어디서나

새로운 배터리 소재가 저장할 수 있는 에너지를 향상시키는 동안, 또 다른 혁신이 기기를 충전하는 방법에서도 일어나고 있습니다. 스마트폰을 충전하려면 인내심이 필요했던 시절이 있었지만, 이제는 기술의 도약 덕분에 그 어느 때보다 빠르게 충전할 수 있고, 무선 방식으로 아예 케이블 없이도 충전이 가능합니다. 다음은 충전 기술의 주요 발전 사항입니다:

초고속 유선 충전 (100W, 200W… 300W!?)

최근 휴대폰 충전 사양을 살펴보면, 핵심은 바로 와트(Watts)입니다. 와트 수가 높을수록 전력 흐름이 많아지고 충전 속도가 빨라집니다. 그리고 그 수치는 천장을 뚫고 올라가고 있습니다. 몇 년 전만 해도 대부분의 휴대폰은 5~10W로 충전되어 완전 충전에 몇 시간이 걸렸습니다. 2020년대 중반이 되면서 65W, 80W, 심지어 150W 충전기가 일반화되고 있으며, 특히 OnePlus, Oppo, Xiaomi, Vivo와 같은 중국 브랜드에서 많이 볼 수 있습니다 ts2.tech. 이 충전기들은 1시간도 안 되어 배터리를 가득 채울 수 있습니다. 하지만 경쟁은 거기서 멈추지 않았습니다 – 100W+ 충전이 이제 현실이 되었습니다. OnePlus의 플래그십 폰은 100W(워프 차지 또는 슈퍼VOOC 브랜드)로 업그레이드되었고, Xiaomi는 210W “하이퍼차지” 데모로 기록을 경신하며 4,000mAh 배터리를 약 8분 만에 완충시켰습니다 ts2.tech. 테스트에서 Xiaomi의 200W+ 프로토타입은 0~50%까지 단 3분, 100%까지 8분 만에 충전할 수 있었습니다 ts2.tech. 즉, 플러그를 꽂고 샤워를 빠르게 하고 오면 휴대폰이 완충되어 있는 셈입니다.

실제로 현재 기록은 약 240W에 달합니다. Realme(Oppo의 자매 브랜드)는 2023년에 약 9분 만에 휴대폰을 충전할 수 있는 240W 충전기를 선보였습니다. 그리고 Xiaomi는 300W 충전 프로토타입까지 공개했는데, 300W를 지속적으로 유지하지는 못했지만(작은 배터리에 엄청난 전력이기 때문), 4,100mAh 셀을 단 5분 만에 충전하는 데 성공했습니다 notebookcheck.net. 이 정도 속도라면 충전은 더 이상 ‘이벤트’가 아니라 거의 신경 쓸 필요 없는 일이 됩니다 – 몇 분간의 짧은 충전만으로 하루 종일 사용할 수 있습니다.

어떻게 하면 휴대폰이 불덩어리가 되지 않으면서 이런 일이 가능할까요? 여러 가지가 결합된 결과입니다: 듀얼 셀 배터리 설계(배터리를 두 개의 셀로 나누어 병렬로 충전해 실질적으로 두 배의 속도를 얻음), 열을 관리하는 첨단 충전 칩과 알고리즘, 그리고 급속 입력을 견딜 수 있는 새로운 배터리 소재 등이 있습니다. 많은 고속 충전 시스템은 배터리 내부 저항과 열을 줄이기 위해 그래핀 또는 기타 첨가제를 사용하며, 제조사들은 5~10분의 단거리 충전 동안 열을 분산시키기 위해 증기 챔버나 열전도 젤과 같은 정교한 냉각 시스템을 개발했습니다. 중요한 점은, 이러한 기업들이 높은 속도에도 불구하고 스마트 관리로 배터리 수명을 보존한다고 주장한다는 것입니다. 예를 들어, 고속 충전을 70~80%에서 멈추고 이후에는 속도를 늦춰 배터리가 상단에서 스트레스를 받지 않도록 합니다.

또 다른 촉진 요인은 USB-C 및 Power Delivery(PD) 표준의 보편적 채택입니다. 2024년 애플은 마침내 기존 라이트닝 포트를 버리고 아이폰에 USB-C를 도입했습니다 ts2.tech (EU 규제에 의해 촉진됨), 이제 거의 모든 신형 휴대폰이 동일한 커넥터를 사용하게 되었습니다. USB-C와 PD 3.1은 사양상 최대 240W(48V, 5A)의 전력을 지원할 수 있어, 이러한 새로운 초고속 충전기와 일치합니다. 이러한 보편성은 소비자에게 큰 이점입니다. 이제 하나의 충전기로 노트북, 태블릿, 휴대폰을 모두 고속 충전할 수 있고, 각 기기마다 독점 충전기에 얽매일 필요가 없습니다 ts2.tech. 또한 질화갈륨(GaN)이 충전기에서 일반적으로 사용되고 있습니다 ts2.tech. GaN은 열로 낭비되는 에너지가 적은 반도체 소재로, 충전기를 기존 벽돌 크기의 노트북 충전기보다 훨씬 작고 효율적으로 만들 수 있습니다. 오늘날 120W GaN 충전기는 카드 한 벌 크기 정도에 불과하며, 여러 기기에 동적으로 전력을 분배할 수 있습니다.

유선 충전의 다음 단계는 무엇일까요? 스마트폰의 경우 수백 와트 수준에서 실용적 한계에 도달할 수 있습니다. 그 이상은 열과 배터리 부담이 시간 절약에 비해 가치가 없을 수 있습니다. 제조사들은 대신 효율성과 지능화에 집중할 수 있습니다. 즉, 배터리 상태에 맞춰 충전을 적응시키고, 수명을 극대화하기 위해 전류를 조절하는 등입니다. 이미 많은 휴대폰이 예를 들어 80%까지는 초고속으로 충전한 뒤, 이후에는 속도를 늦춰 마무리하는데, 이는 배터리 보호를 위한 설계입니다 ts2.tech. 앞으로 배터리 화학이 개선되면(예: 고체 상태 배터리처럼 본질적으로 더 빠른 입력을 더 적은 열로 처리할 수 있는 경우), 더 빠르면서도 배터리에 부담이 적은 충전이 가능해질 수 있습니다. 하지만 지금도 5~10분 만에 완충이 가능하다는 것은 편의성 면에서 게임 체인저입니다. 밤새 충전은 잊으세요. 양치하는 동안 휴대폰을 꽂아두면 바로 준비 완료입니다!

무선 충전의 부상(Qi2 및 그 이후)

유선 속도도 인상적이지만, 또 다른 주요 트렌드는 완전히 선을 없애는 것입니다. 무선 충전은 휴대폰에서 10년 넘게 사용되어 왔지만, 점점 더 널리 퍼지고 꾸준히 개선되고 있습니다. 현재의 관심사는 Qi2로, 2023~2024년에 도입되는 새로운 무선 충전 표준입니다. Qi2가 큰 화제가 되는 이유는 애플의 MagSafe 마그네틱 충전 시스템을 직접적으로 기반으로 하고 있기 때문입니다 ts2.tech. 이제 업계 표준으로 채택되었습니다. 이것이 의미하는 바는 무선 충전기에 자석 링이 있어 휴대폰을 완벽하게 정렬해 준다는 것입니다. 더 이상 패드 위에서 “스위트 스팟”을 찾으려고 애쓸 필요가 없습니다. 자석이 휴대폰을 항상 최적의 위치에 딱 맞게 고정해 줍니다 ts2.tech. 애플은 2020년에 아이폰에 MagSafe를 도입했지만, Qi2로 인해 모든 사람(안드로이드 포함)이 마그네틱 정렬을 사용할 수 있게 되었습니다. 무선 전력 컨소시엄은 Qi2가 15W(MagSafe와 동일)까지 지원한다고 발표했습니다 ts2.tech, 그리고 2024년 말에 출시된 아이폰 15가 Qi2를 공식적으로 지원한 첫 번째 기기였습니다 ts2.tech. Belkin에서 Anker에 이르기까지 액세서리 제조사들이 이제 다양한 휴대폰 브랜드에서 사용할 수 있는 Qi2 호환 충전기를 출시하고 있습니다 ts2.tech.

왜 이것이 중요한가요? 첫째, 15W 무선 충전은 꽤 빠른 편입니다(유선만큼 빠르진 않지만, 몇 시간 안에 휴대폰을 완전히 충전할 수 있을 정도입니다). 더 중요한 것은 Qi2가 무선 충전을 더 신뢰할 수 있게 만든다는 점입니다 – 패드 위에 약간 어긋나게 올려놔서 아침에 휴대폰이 방전된 채로 일어나는 일이 없다는 뜻이죠 ts2.tech. 그리고 자석 덕분에 새로운 액세서리(휴대폰에 붙는 마그네틱 배터리 팩, 충전이 되는 차량용 거치대 등)도 생태계 전반에 걸쳐 사용할 수 있습니다. 앞으로 Qi2는 더 높은 와트수의 무선 충전을 위한 길을 열고 있습니다. 실제로 “Qi2.2”라고 비공식적으로 불리는 표준 확장판이 이미 테스트 중이며, 무선 충전을 25W까지 올릴 예정입니다 ts2.tech. 한 회사는 25W 무선 출력을 지원하는 Qi2.2 보조배터리를 시연하기도 했는데, 이는 애플이 곧 출시할 것으로 소문난 아이폰 16용 25W MagSafe 충전기 속도와 맞먹습니다 ts2.tech. 따라서 앞으로 무선 충전 속도는 점점 더 빨라져, 향후 몇 년 내에 30~50W 범위에 근접할 것으로 기대할 수 있습니다. 샤오미, 원플러스 같은 일부 안드로이드 제조사들은 이미 자체 기술(종종 팬이 달린 충전 스탠드와 함께)로 50W 또는 70W 무선 충전을 일부 모델에 적용하고 있습니다. Qi2 및 그 이후에는 이러한 속도가 표준화되어 더 널리 보급될 수 있습니다.

표준 무선 충전 외에도, 많은 휴대폰이 이제 역방향 무선 충전(일명 무선 파워쉐어)도 지원합니다 ts2.tech. 이 기능을 사용하면 휴대폰 자체가 다른 기기를 위한 무선 충전기로 작동할 수 있습니다. 예를 들어, 무선 이어버드 케이스나 스마트워치를 휴대폰 뒷면에 붙여 휴대폰 배터리로 충전할 수 있습니다. 속도는 그리 빠르지 않습니다(보통 약 5W) 그리고 효율도 높지 않지만, 급할 때는 정말 유용한 기능입니다 – 사실상 큰 휴대폰 배터리를 작은 기기용 보조배터리로 바꿔주는 셈이죠 ts2.tech. 삼성, 구글 등 주요 브랜드의 플래그십 모델은 이미 몇 세대 전부터 이 기능을 탑재하고 있으며, 애플도 향후 아이폰에 이 기능을 도입할 것이라는 소문이 있습니다(일부 아이패드는 이미 애플 펜슬이나 기타 액세서리를 역방향 충전할 수 있습니다) ts2.tech.

그리고 정말 미래적인 것도 있다: 무선 원거리 충전 – 휴대폰을 직접 접촉하지 않고, 심지어 방을 가로질러 충전하는 것이다. 공상과학처럼 들리지만, 여러 기업들이 이를 개발 중이다. 샤오미는 2021년에 Mi Air Charge라는 콘셉트를 선보였는데, 이는 기지국이 밀리미터파 신호를 쏘아 수 미터 떨어진 기기를 충전할 수 있게 한다고 한다 ts2.tech. 이론적으로는 방에 들어가기만 해도 휴대폰이 주변 환경에서 충전되기 시작하는 것이다. 또 다른 스타트업인 Energous는 오랫동안 소형 기기를 위한 “WattUp” 무선 주파수 충전을 이야기해왔다. 2025년 기준, 이러한 기술들은 여전히 실험 단계에 있으며 큰 과제들이 남아 있다: 매우 낮은 효율(공기 중으로 전력을 보내면 많은 에너지가 열로 손실됨)과 규제/안전 문제(고출력 무선 송신기가 다른 전자기기를 망가뜨리거나 건강 문제를 일으키는 것을 아무도 원하지 않음) ts2.tech. 그러니 아직은 충전기를 완전히 버릴 수 있을 거라 기대하지는 말자. 하지만 무선 원거리 충전 프로토타입이 존재한다는 사실만으로도 장기적으로는 보이지 않는 충전, 어디서나 충전이 가능해질 수 있음을 의미한다 – 송신기 근처에만 있으면 휴대폰이 항상 조금씩 충전되어 일상에서 “배터리가 다 닳는” 일이 사실상 사라질 수 있다 ts2.tech.

현재로서는, 충전 기술의 실질적인 발전은: 대기 시간을 최소화하는 초고속 유선 충전과, 자기 정렬로 점점 더 완벽해지는 편리한 무선 충전이다. 이 두 혁신 덕분에 휴대폰을 충전하는 일이 그 어느 때보다 쉬워지고 있다. 앞으로 몇 년 안에, 전고체 또는 실리콘 배터리 플러스 초고속 충전의 조합이 우리의 습관까지 바꿔놓을지도 모른다 – 밤새 충전하거나 배터리 걱정을 할 필요 없이, 잠깐씩 선에 꽂거나 패드 위에 올려두는 것만으로도 항상 충분히 충전할 수 있게 될 것이다.

지속가능성과 세컨드 라이프: 더 친환경적인 배터리와 더 긴 사용 수명

스마트폰 배터리가 더 발전함에 따라, 동시에 더 지속가능하고 오래가는 배터리를 만들기 위한 노력도 이어지고 있다 – 지구와 우리 모두를 위해서다. 현대 배터리에는 다양한 희귀 자원(리튬, 코발트, 니켈 등)이 들어가며, 이 자원의 채굴과 폐기는 환경적·윤리적 문제를 동반한다. 배터리 기술의 미래는 단순히 성능만이 아니라 더 친환경적이고 책임감 있는 방향으로도 나아가고 있다.

재활용 소재와 윤리적 조달

하나의 큰 트렌드는 배터리에서 재활용 금속을 사용하여 광산 채굴에 대한 의존도를 줄이는 것입니다. 예를 들어, 코발트는 많은 리튬 이온 양극재의 핵심 성분이지만, 코발트 채굴은 비윤리적인 노동 관행과 환경 파괴와 연관되어 있습니다. 이에 대응하여, Apple과 같은 기업들은 재활용 원료로 전환하고 있습니다. Apple은 2025년까지 Apple이 설계한 모든 배터리에 100% 재활용 코발트를 사용할 것이라고 발표했습니다 ts2.tech. 이는 Apple의 규모를 고려할 때 상당한 약속으로, 재생 코발트(폐배터리, 산업 스크랩 등) 공급망의 성장을 촉진합니다. 이와 유사하게, 다른 제조업체들도 배터리 내 재활용 리튬, 니켈, 구리의 비율을 높이고 있습니다.

정부도 개입하고 있습니다. 유럽연합은 2023년에 획기적인 배터리 규제를 통과시켰는데, 이 규제는 엄격한 목표를 설정합니다. 2027년까지 충전식 배터리(휴대폰 등에 사용되는)는 최소 16% 재활용 코발트와 6% 재활용 리튬을 포함해야 합니다 ts2.tech. 이 법은 또한 “배터리 여권”—배터리의 소재와 출처에 대한 디지털 기록—을 의무화하고, 제조업체가 수명이 다한 배터리의 상당 비율을 수거 및 재활용하도록 요구합니다 ts2.tech. 특히, EU는 2027년까지 휴대용 전자기기에 쉽게 분리 가능한 배터리를 의무화할 예정입니다 ts2.tech. 이는 휴대폰 제조업체들이 배터리를 간단하게 교체하거나 분리할 수 있도록 설계해야 함을 의미합니다(더 이상 배터리가 완전히 접착되어 분리 불가하지 않음). 목표는 죽은 배터리를 쉽게 교체하여 휴대폰의 수명을 연장하고, 오래된 배터리를 꺼내어 재활용할 수 있도록 하여 매립지에 버려지는 것을 방지하는 것입니다. 이러한 규정을 앞두고 일부 휴대폰에서 풀탭, 영구 접착제 감소 등 디자인 요소가 다시 등장하는 모습을 이미 볼 수 있습니다.

소비자 관점에서 곧 휴대폰 사양표에 “배터리 내 X% 재활용 소재 사용” 또는 “100% 코발트 프리”와 같은 문구가 자랑스럽게 표시되는 것을 볼 수 있을 것입니다. 실제로 일부 기업들은 공급 문제를 완화하기 위해 대체 양극 화학조성(코발트나 니켈이 없는 리튬 인산철(LFP) 등, 전기차와 일부 전자기기에 사용됨)로 전환했습니다. 지속가능성은 점점 더 판매 포인트가 되고 있습니다. 2030년이 되면, 여러분은 단순히 사양뿐만 아니라 배터리가 얼마나 친환경적인지도 고려하여 휴대폰을 선택하게 될지도 모릅니다 ts2.tech.

더 긴 수명과 세컨드 라이프 활용

배터리 수명을 더 오래 유지하는 것은 두 가지 이점이 있습니다: 사용자에게 좋고(배터리를 자주 점검하거나 교체할 필요가 없음), 환경에도 좋습니다(폐기물 감소). 우리는 최적화/적응형 충전과 같은 소프트웨어 기능이 과충전 스트레스를 피함으로써 배터리 노화를 늦추는 데 어떻게 도움이 되는지 논의했습니다. iOS와 Android의 기능 중 충전을 80%에서 일시 중지하거나, 사용자의 일정을 학습해 사용자가 일어나기 직전에 충전을 완료하는 기능은 수년에 걸쳐 배터리 건강을 상당히 보존할 수 있습니다 ts2.tech ts2.tech. 이와 유사하게, Google의 Adaptive Charging 및 Battery Health Assistant와 같은 새로운 AI 기반 시스템은 실제로 배터리가 노화함에 따라 충전 전압을 조정하여 수명을 연장합니다 ts2.tech. 그 결과, 2년 된 휴대폰도 예전보다 더 높은 원래 용량 비율을 유지할 수 있습니다. 오늘날의 일반적인 스마트폰 배터리는 500번의 완전 충전 사이클 후 약 80%의 건강 상태로 평가되지만 ts2.tech, 이러한 조치 덕분에 사용자들은 1~2년이 지나도 90% 이상의 건강 상태를 유지한다고 보고합니다. 즉, 성능 저하를 느끼기 전까지 배터리에서 더 많은 총 수명을 얻을 수 있다는 의미입니다.

아무리 최선을 다해도 모든 배터리의 용량은 결국 줄어듭니다. 전통적으로 이는 기기가 전자 폐기물이 되거나 배터리 교체 비용을 지불해야 함을 의미했습니다. 앞으로는(유럽연합 규정 덕분에) 더 쉬운 교체가 가능해져, 소비자들이 손전등 배터리를 교체하듯 휴대폰 배터리를 교체할 수 있게 되어, 새 배터리로 기기의 유용한 수명을 몇 년 더 연장할 수 있습니다. 이는 비용을 절감할 뿐만 아니라(배터리 교체가 새 휴대폰보다 저렴함), 전자 폐기물도 줄일 수 있습니다.

그렇다면 오래된 배터리 자체는 어떻게 될까요? 점점 더 많은 관심이 “세컨드 라이프”에 쏠리고 있습니다. 휴대폰 배터리가 더 이상 휴대폰을 안정적으로 작동시킬 수 없을 때(예를 들어, 원래 용량의 70%로 떨어졌을 때)도, 여전히 충전을 유지할 수 있는 경우가 많습니다. 혁신적인 재사용 프로젝트들은 이러한 퇴역 배터리를 덜 까다로운 용도에 활용하는 것을 목표로 합니다. 예를 들어, 서울의 연구자들은 사람들이 보통 2~3년 후에 휴대폰을 버리지만, 배터리는 약 5년의 수명을 가진다는 점에 주목했습니다 thecivilengineer.org. 이들은 사용된 휴대폰 배터리를 외딴 지역의 태양광 LED 조명 에너지 저장장치로 재활용할 것을 제안했습니다 thecivilengineer.org. 프로토타입에서는 버려진 스마트폰 배터리 3개를 결합해 약 12V 팩을 만들고, 소형 태양광 패널로 충전하여 5W LED 램프를 밤마다 몇 시간씩 작동시켰습니다 thecivilengineer.org. 이러한 시스템은 전력망이 없는 지역사회에 저렴한 조명을 제공하는 동시에, 원래는 폐기될 배터리를 재사용할 수 있어 지속가능성과 사회적 선(善)에 모두 이득이 됩니다.

더 큰 규모에서는, 세컨드 라이프 배터리 개념이 이미 전기차 배터리(사용이 끝난 자동차 배터리를 가정용 또는 그리드 저장용으로 재사용)에서 실현되고 있습니다. 스마트폰의 경우, 셀 크기가 작고 개별적으로는 출력이 크지 않아 조금 더 까다롭지만, 배터리 재활용 키오스크나 프로그램을 통해 오래된 휴대폰 배터리를 대량으로 수거해 소재를 재활용하거나 배터리 뱅크 등으로 묶는 방식을 상상해볼 수 있습니다. 몇 가지 과제는 남아 있습니다. 사용된 셀을 테스트하고 분류하는 작업이 노동집약적이며, 신품 배터리가 너무 저렴해 중고 셀은 종종 가격 경쟁력이 없습니다 bluewaterbattery.com bluewaterbattery.com. 게다가 휴대폰 배터리는 모양과 용량이 다양해 표준화가 어렵습니다. 그럼에도 불구하고 환경적 압력이 커지면서, 기업들이 배터리 재생 및 재사용을 홍보하는 모습을 볼 수 있을 것입니다. 심지어 분해를 고려한 설계(배터리를 더 쉽게 분리할 수 있도록 하는 것)도, 지속가능성 전문가들이 언급했듯이, 재활용과 세컨드 라이프 활용 모두를 가능하게 할 수 있습니다 bluewaterbattery.com.

요약하자면, 스마트폰 배터리의 미래는 단순히 화려한 신기술에 관한 것만이 아니라 책임감에 관한 것이기도 합니다. 재활용 소재 사용, 윤리적인 공급망 보장, 더 똑똑한 관리로 배터리 수명 연장, 그리고 배터리가 수명을 다했을 때의 처리 계획을 통해 업계는 더 순환적인 모델로 나아가고 있습니다. 규제 당국도 이를 촉진하고 있으며, 소비자들 역시 자신이 사용하는 기기의 환경 발자국에 대해 점점 더 인식하고 있습니다. 앞으로 10년 후에는, 여러분의 휴대폰 배터리가 한 번 충전으로 더 오래 가는 것뿐만 아니라, 전체 수명에 걸쳐 더 오래 사용할 수 있고, 수명을 다한 후에는 매립지를 오염시키는 대신 새로운 배터리나 제품의 일부로 다시 태어날 수 있기를 기대합니다.

주요 제조사: 로드맵과 루머

더 나은 배터리를 향한 경쟁에는 사실상 모든 대형 IT 기업이 참여하고 있습니다. 각 스마트폰 제조사는 저마다의 전략을 가지고 있는데, 어떤 곳은 신중한 개선에, 또 어떤 곳은 공격적인 혁신에 집중하고 있습니다. 주요 업체들이 배터리 혁신을 어떻게 이끌고 있는지 살펴보겠습니다:

애플: 애플의 배터리 접근 방식은 보수적이면서도 사용자 중심적입니다. 극단적인 사양을 쫓기보다는 신뢰성과 수명을 강조합니다. 예를 들어, 애플은 매우 빠른 충전 도입에 느렸습니다. 아이폰은 최근에야 약 20~30W 충전을 지원하기 시작했으며, 이는 일부 안드로이드 경쟁사에 비해 한참 뒤처진 수준이고, MagSafe 무선 충전도 15W로 제한되어 있습니다 techxplore.com techxplore.com. 이는 부분적으로 의도된 것으로, 애플은 배터리 건강 유지와 일관된 사용자 경험을 우선시합니다. iOS는 최적화된 충전 기능과 배터리 건강 모니터링 등 강력한 배터리 관리 기능을 제공하며, 애플은 하드웨어/소프트웨어 최적화를 통해 작은 배터리로도 실제 사용 시간에서 괜찮은 성능을 내도록 조정합니다. 그렇다고 해서 애플이 차세대 배터리 기술에 막대한 투자를 하고 있지 않은 것은 아닙니다. 업계 소식통에 따르면 애플은 비밀리에 내부 배터리 연구 그룹을 운영 중인 것으로 알려졌습니다. 실제로 한국의 ET뉴스 보도에 따르면 애플은 자체 첨단 배터리 설계를 개발 중이며, 2025년경 새로운 무언가를 선보이는 것을 목표로 하고 있다고 합니다 techxplore.com. 이는 애플의 더 큰 프로젝트, 특히 소문으로 도는 애플카와도 연관될 수 있습니다. 애플카는 획기적인 배터리 기술(고체 배터리? 초고밀도 팩?)이 필요하며, 이 기술이 아이폰과 아이패드로도 확장될 수 있습니다. 애플은 또한 공급망 혁신(재활용 코발트 사용 서약 등)에서도 선두주자이며, 충전 속도를 늦추고 수명을 보존하는 기능을 가장 먼저 도입한 기업 중 하나입니다. 애플이 미래 아이폰에 스택드 배터리 기술(배터리 셀을 층층이 쌓아 내부 공간을 더 효율적으로 사용하는 방식) 도입을 검토 중이라는 소문도 있으며, 일부 기기에는 코발트를 완전히 없애기 위해 LFP(리튬인산철) 배터리 사용도 고려 중입니다. 애플은 배터리 연구개발에 대해 공개적으로 말하지 않지만, 새로운 화학 기술이 입증되면 이를 도입할 것으로 예상됩니다. 이 과정에서 기존 배터리 공급업체와 협력하거나 전략적 인수를 할 수도 있습니다. 그리고 실제로 배터리 혁신을 이룬다면, 기술 용어가 아니라 사용자 혜택(“X시간 더 오래 사용”, “Y분 만에 50% 충전” 등)으로 마케팅할 가능성이 높습니다.
삼성: 삼성은 기기 제조사이자 삼성SDI(배터리 제조사)와 같은 계열사를 보유하고 있어 배터리 혁신에 깊이 관여하고 있습니다. 2016년 갤럭시 노트7 배터리 사건 이후(업계에 안전하게 배터리 한계를 밀어붙이는 것에 대한 뼈아픈 교훈을 준 사건), 삼성은 안전성과 점진적 개선에 더욱 집중하게 되었습니다. 한편으로 삼성 스마트폰은 초고속 충전에서는 선두를 달리지 않았습니다. 최근 갤럭시 플래그십은 약 45W로 충전되는데, 이는 중국 경쟁사에 비해 다소 보수적인 수치입니다. 이는 수명과 안전성을 보장하기 위한 신중한 선택으로 보입니다. 하지만 다른 한편으로 삼성은 차세대 기술에 큰 투자를 하며 돌파구를 노리고 있습니다. 삼성은 수년간 전고체 배터리를 연구해왔고, 파일럿 생산 라인도 개설했습니다. 삼성의 전략은 먼저 소형 기기에서 전고체 기술을 구현한 뒤, 이를 대형 기기로 확장하는 것으로 보입니다. 삼성 부품 부문 CEO는 웨어러블용 전고체 배터리 시제품이 개발 중이며, 2025년 도입을 목표로 하고 있다고 밝혔습니다 ts2.tech. (한국 언론 보도에 따르면) 2025~26년 전고체 스마트워치 배터리 출시가 목표이며, 모든 것이 순조롭게 진행된다면 2027년경 전고체 갤럭시폰 출시도 기대할 수 있습니다 ts2.tech ts2.tech. 삼성의 전고체 설계는 황화물 또는 산화물 세라믹 전해질을 사용하며, 내부 테스트에서 인상적인 에너지 밀도와 수명 주기를 시사한 바 있습니다. 또한 삼성은 그동안 실리콘 음극재 활용도 모색 중인데, 갤럭시 S25나 S26에 조용히 실리콘이 적용되어 용량이 소폭 증가할 가능성도 있습니다(경쟁사인 HONOR 등과의 경쟁력 유지를 위해) ts2.tech. 삼성은 그래핀에도 손을 댄 바 있는데, 몇 년 전에는 삼성에서 2021년 그래핀 배터리 스마트폰 출시를 희망한다는 루머(업계 유출자의 트윗 포함)도 있었습니다 graphene-info.com. 하지만 이는 실현되지 않았고, 그래핀은 아직 상용화 단계가 아님을 보여줍니다. 그럼에도 삼성은 그래핀 배터리 기술에 대한 특허를 보유하고 있어, 돌파구가 생기면 깜짝 놀랄 만한 소식이 나올 수도 있습니다. 지속가능성 측면에서 삼성은 배터리 내 코발트 사용을 줄이고(니켈 함량을 높이는 방향) 있으며, EU의 재활용 관련 규제에도 대비하고 있습니다 ts2.tech. 전반적으로 삼성의 공개 로드맵은 지금은 꾸준한 개선(내구성 향상, 약간 더 빠른 충전, 세대별로 조금씩 더 큰 배터리 등)과 이후의 큰 도약(전고체 배터리)을 시사합니다.
샤오미, 오포, 그리고 중국의 선두주자들: 중국 스마트폰 제조사들은 배터리 기술 도입에 가장 공격적입니다. 특히 샤오미는 앞서 언급한 200W/300W 충전부터 고체 배터리 개발까지, 종종 화제를 모으는 기술 시연을 선보입니다. 샤오미는 실제로 2023년에 고체 배터리 프로토타입(6,000mAh 용량의 샤오미 13 프로토타입) notebookcheck.net을 시연하며, 새로운 화학 기술 도입의 선두주자로 자리매김했습니다. 샤오미의 철학은 “일찍 발표하고, 자주 반복한다”는 경향이 있습니다. 그 6,000mAh 고체 배터리 폰은 상용화되지 않았지만, 샤오미가 실제 고체 배터리 기기를 시장에 가장 먼저 내놓으려는 의지를 보여줍니다. 샤오미는 고속 충전에도 적극적입니다. 120W, 210W 충전이 가능한 폰(예: Redmi Note 시리즈 변형)은 출시 당시 가장 빠른 제품 중 하나였으며, 계속해서 한계를 넓히고 있습니다. 오포(및 그 하위 브랜드 원플러스) 역시 초고속 충전(VOOC/Warp Charge)과 고출력 무선 충전(오포의 65W AirVOOC)의 선구자였습니다. 이들 기업은 비교적 전통적인 배터리를 사용하지만, 듀얼 셀 설계, 특수 충전 펌프, 심지어 그래핀 첨가 전극 등 엔지니어링을 통해 속도를 극대화합니다. 또한 실리콘 음극과 같은 신기술도 가장 먼저 도입하는 경우가 많습니다. 앞서 언급했듯, 샤오미와 비보의 플래그십 라인은 2023년 말~2024년에 중국 배터리 공급업체에서 공급받은 실리콘 배터리를 채택했습니다. 로드맵 측면에서 보면, 샤오미와 오포는 앞으로도 충전 속도 경쟁을 계속할 것으로 보입니다(열 관리만 가능하다면 1~2년 내에 300W 충전 상용화도 기대할 수 있습니다). 또한 새로운 배터리 화학 기술이 적용된 한정판 폰을 출시할 수도 있습니다(샤오미는 프로토타입이 계속 발전한다면 2025~26년경 “고체 배터리 에디션” 소량 생산 폰을 내놓을 수 있습니다). 변수로는 화웨이가 있습니다. 칩 공급 문제에도 불구하고, 화웨이는 강력한 R&D 부서를 보유하고 있으며, 그래핀 및 기타 배터리 혁신을 강조해왔습니다(2016년 폰에 그래핀 방열 필름을 사용했고, 한때 그래핀 배터리를 암시했으나 실현되지는 않았습니다). 화웨이가 배터리 기술에 다시 집중한다면 업계를 놀라게 할 새로운 무언가를 내놓을 수도 있습니다. 어쨌든 중국 제조사들은 배터리와 충전을 핵심 차별화 요소로 여기고 있습니다. 즉, 경쟁이 치열한 시장에서 돋보이기 위한 수단입니다 techxplore.com. 이러한 경쟁은 전 세계 소비자에게 이익이 됩니다. 한 회사가 기술의 안전성과 인기를 입증하면(예: 15분 충전), 다른 회사들도 이를 따라가야 한다는 압박을 받기 때문입니다.
기타 (Google, OnePlus 등): Google의 Pixel 폰은 대부분 Apple처럼 보수적인 경로를 따랐습니다 – 적당한 배터리 용량, 과도한 고속 충전 없음(Pixel 7은 약 20W 충전). Google은 소프트웨어 최적화(사용 패턴을 학습해 배터리 수명을 늘리는 Adaptive Battery 기능 등)에 더 집중하는 듯 보입니다. 하지만 Google도 극한 배터리 세이버 모드 등을 도입하며, 용량을 늘리기보다는 AI를 활용해 사용 시간을 연장하는 쪽으로 기울고 있습니다. 앞서 언급했듯 OnePlus는 Oppo 산하에 있으며, 고속 충전 분야의 선두주자입니다(OnePlus 10T는 150W 충전, OnePlus 11은 100W 지원 등). OnePlus는 미국에 실리콘 음극 배터리를 탑재한 폰(아마도 OnePlus 12 또는 13일 가능성)이 출시될 것이라는 소문이 있습니다. 현재 대부분의 실리콘 배터리 폰은 중국 전용입니다 androidauthority.com.

요약하자면, 각 제조사의 로드맵은 위험과 혁신의 균형을 반영합니다. Apple과 Google은 신중함과 장기적인 사용자 경험을 우선시하고, Samsung은 현재 기술을 다듬으면서 장기적인 돌파구에 투자하며, Xiaomi, Oppo, Vivo, HONOR와 같은 회사들은 즉각적인 혁신으로 앞서 나갑니다. 배터리 분야의 경쟁은 치열합니다. 이는 우리에게 좋은 소식입니다. 매 세대마다 실제적인 개선이 이루어진다는 뜻이니까요 – 두 배 빠른 충전, 몇 시간 더 오래 가는 배터리, 혹은 1년 사용 후에도 성능 저하가 덜한 폰 등 ts2.tech ts2.tech. 한 업계 전문가는, 더 나은 배터리를 갖추는 것이 이제 비슷한 사양의 제품들 속에서 돋보일 수 있는 핵심 방법이라고 언급했습니다 techxplore.com – 그래서 제조사들은 실질적인 진보를 이루기 위해 강한 동기를 가지고 있습니다.

과제와 미래 전망

이러한 흥미로운 발전에도 불구하고, 기대를 조절하는 것이 중요합니다. 배터리는 어렵습니다 – 복잡한 화학과 재료 과학이 얽혀 있고, 진전은 종종 과장된 기대보다 더디게 이루어집니다. 미래를 바라볼 때, 반드시 인식해야 할 주요 과제와 한계가 있습니다:

과장된 기대 vs 현실 타임라인: 우리는 낙관적인 예측이 번번이 빗나가는 것을 봐왔습니다. 예를 들어, 그래핀 배터리는 2020년까지 삼성폰에 탑재될 것이라는 소문이 돌았지만 graphene-info.com – 지금은 2025년이지만 아직 등장하지 않았습니다. 전고체 배터리는 “꿈의 기술”로 불리며 2020년대 중반에는 이미 사용될 것이라 했지만, 이제는 휴대폰에 적용되려면 빨라야 2020년대 후반이 될 것으로 보입니다. 교훈: 혁신적인 돌파구가 상용화되기까지는 시간이 걸린다는 점입니다. 실험실 결과가 대량 생산으로 쉽게 이어지지 않으며, 대규모 생산 과정에서 새로운 문제가 드러나기도 합니다. 따라서 앞으로 10년간의 로드맵이 많은 가능성으로 가득 차 있지만, 다음 휴대폰에서 한 번에 10배의 급격한 도약보다는 점진적인 개선(10~30%씩 단계적으로 향상)을 기대하는 것이 현실적입니다.
제조와 비용: 많은 신기술들은 생산이 비싸거나 까다롭습니다. 앞서 언급했듯이, 전고체 배터리 생산 비용은 현재 리튬이온 배터리보다 몇 배나 더 듭니다 ts2.tech. 그래핀 소재는 가격이 비싸고 균일하게 적용하기 어렵습니다 usa-graphene.com. 상용화된 실리콘 음극조차도 도입을 위해 새로운 공정이 필요했습니다. 새로운 배터리 기술의 비용을 낮추고 수율을 높이기까지는 종종 수년이 걸립니다. 리튬이온 배터리가 저렴해지기까지 얼마나 오랜 시간이 걸렸는지 기억해보세요 – 수십 년간의 개선과 규모의 경제가 필요했습니다. 전고체나 리튬-황 배터리도 마찬가지일 것입니다: 초기 제품은 프리미엄 가격이 붙거나 한정된 수량만 출시될 수 있습니다. 희소식은 소비자 전자제품 시장이 매우 크고, 전기차(EV)도 이 기술을 채택하면서 생산 규모가 커지고 비용이 낮아질 것이라는 점입니다. 하지만 단기적으로는, 예를 들어 첫 전고체 배터리 탑재 휴대폰은 상당히 비싸거나 수량이 매우 제한적일 수 있습니다.
수명과 열화: 모든 새로운 배터리 화학은 오래 지속될 수 있음을 입증해야 합니다. 100회 충전 후 용량이 크게 줄어든다면 아무리 고용량 배터리라도 소용이 없습니다. 리튬-황 배터리가 대표적인 예입니다. 에너지 밀도는 놀랍지만, 역사적으로 매우 짧은 사이클 수명을 보여왔습니다 ts2.tech. 연구자들은 이러한 문제를 해결하기 위해 노력 중입니다(예: 황 셔틀을 방지하는 첨가제, 덴드라이트 생성을 막는 고체 전지의 보호 코팅 등). 일부 진전은 고무적입니다. 예를 들어, QuantumScape는 800회 충전 후에도 80% 이상의 용량을 유지한 고체 전지를 보고했으며, 이 수치는 계속 개선되고 있습니다. 그럼에도 불구하고, 휴대폰에 들어가는 새로운 배터리는 2~3년간 매일 충전했을 때 어떻게 버티는지에 대한 철저한 검증을 거치게 됩니다. 제조사들은 새로운 배터리가 소비자들이 기대하는 약 500회 충전 = 80% 용량 기준은 최소한 충족하도록 신중을 기할 것입니다 ts2.tech. 수명의 또 다른 측면은 고속 충전의 영향입니다. 200W를 반복적으로 주입하면 관리가 제대로 되지 않을 경우 마모가 빨라질 수 있습니다. 그래서 충전 곡선을 제어해 손상을 최소화하는 소프트웨어가 매우 중요합니다. 소비자 입장에서도 습관을 바꿔야 할 수도 있습니다(예: 꼭 필요할 때만 고속 충전을 사용하고, 밤에는 느린 충전을 선택해 배터리 건강을 지키는 것 – 일부 휴대폰은 이를 선택할 수 있습니다).
안전성: 안전을 잊어서는 안 됩니다. 배터리의 에너지 밀도가 높을수록 작은 공간에 더 많은 에너지가 저장되며, 이 에너지가 통제되지 않고 방출되면(화재/폭발) 치명적일 수 있습니다. Note7과 같은 사고는 작은 결함도 큰 문제로 이어질 수 있음을 보여줬습니다. 새로운 배터리 화학마다 고유의 안전 프로필이 있습니다. 고체 전지는 더 안전하다고(비가연성) 평가받지만, 리튬 금속을 사용할 경우 오남용 시 열폭주 위험이 있습니다. 그래핀 첨가제는 냉각을 개선할 수 있지만, 배터리는 여전히 단락 시 많은 에너지를 방출할 수 있습니다. 제조사들은 새로운 배터리를 압착, 천공, 가열 등 다양한 방식으로 엄격하게 테스트해 기준을 충족하는지 확인할 것입니다. 더 많은 휴대폰이 고에너지 셀을 실험하면서 다중 안전장치(온도 센서, 물리적 차단, 압력 배출구 등)를 갖추게 될 것으로 예상됩니다 ts2.tech ts2.tech. 규제 당국도 예의주시할 것이며, 새로운 배터리 유형에 맞춰 인증 기준이 진화할 수 있습니다. 이상적인 시나리오는 고체 전지처럼 본질적으로 화재 위험을 줄이는 기술이 주류가 되어, 우리의 기기가 전반적으로 더 안전해지는 것입니다. 그때까지는, 새로운 배터리를 도입하는 기업은 아마도 매우 신중하게(아마 한 기종에 먼저 적용해 실제 성능을 모니터링하며) 출시할 것입니다.
디자인 트레이드오프: 일부 기술 발전은 디자인 변경을 요구할 수 있습니다. 전고체 배터리는 아직 현재의 리튬 폴리머 팩만큼 유연하거나 슬림하지 않을 수 있어, 초기에는 기기 형태에 영향을 줄 수 있습니다. 더 높은 용량은 종종 더 무거운 배터리를 의미하므로, 제조사들은 무게 분배를 균형 있게 맞춰야 합니다. 규제로 인해 사용자 교체형 배터리가 다시 도입된다면, 이는 디자인 타협(예: 배터리를 밀봉하지 않으면 슬림함이나 방수성이 일부 희생될 수 있음, 단 영리한 엔지니어링이 해결책을 찾지 않는 한)을 요구할 수 있습니다. 이러한 변화를 수용하기 위해 약간 더 두꺼운 폰이나 모듈형 디자인이 다시 등장할 수도 있습니다. 반대로 에너지 밀도가 두 배로 늘어난다면, 폰이 더 얇아지거나 단순히 사용 시간을 늘리는 대신 다른 기능을 추가할 수도 있습니다. 디자인, 배터리 수명, 기능의 끊임없는 줄다리기입니다.
환경적 영향: 더 친환경적인 기술을 지향하지만, 여기에도 도전과제가 있습니다. 새로운 배터리가 코발트 사용을 줄이더라도 다른 소재를 더 많이 쓴다면, 그 소재가 책임감 있게 조달되는지 확인해야 합니다. 새로운 화학 조성에 맞는 재활용 공정도 발전해야 합니다. 예를 들어, 전고체 배터리 재활용은 리튬이온 배터리와 다를 수 있습니다. 실리콘 함량이 높거나 황을 사용하는 배터리가 대중화된다면, 업계는 이에 맞는 재활용 방법을 개발해야 할 것입니다. EU 배터리 규제는 이런 방향에 좋은 자극이 되고 있으며, 앞으로 재활용을 고려한 설계(예: 셀을 더 쉽게 분리할 수 있도록)에 더 많은 관심이 쏠릴 것입니다. 또 다른 과제는 제조 시 에너지 사용입니다. 일부 소재(예: 그래핀 생산, 고순도 실리콘 나노와이어 생산)는 에너지 집약적일 수 있어, 청정 에너지로 관리하지 않으면 환경적 이점이 상쇄될 수 있습니다.

이러한 도전에도 불구하고, 전문가들은 우리가 꾸준히 앞으로 나아가고 있다고 낙관합니다. CCS Insight의 리서치 책임자인 Ben Wood는 기록적인 자금이 배터리 기술에 쏟아지고 있다며, “배터리에게 정말 흥미로운 시기”라고 언급했습니다. 여러 분야에서 동시에 진전이 이루어지고 있습니다 techxplore.com. 하지만 그는 진정한 혁명(예: 한 번 충전으로 2주간 무거운 사용이 가능한 폰)은 여전히 “수년, 수년”의 노력이 필요한 먼 미래라고 경고했습니다 techxplore.com. 점진적인 성과가 쌓일 것입니다: 여기서 20% 향상, 저기서 30% 더 빠른 충전, 또 다른 곳에서 5배 더 긴 수명 등 – 이 모든 것이 합쳐지면, 단번에 마법 같은 배터리가 등장하지 않아도 혁명처럼 느껴질 것입니다.

소비자에게 스마트폰 배터리의 미래는 밝아 보입니다. 앞으로 몇 년 안에, 더 빠른 충전이 보편화되고(느린 충전으로 고통받던 시대는 끝), 매 세대마다 약간 더 긴 배터리 수명(더 높은 밀도와 효율 덕분에), 그리고 더 오래 사용할 수 있는 배터리(적응형 충전과 더 느리게 열화되는 소재 덕분에)를 기대할 수 있습니다. 또한 배터리의 “친환경성”에 대한 관심도 커질 것입니다 – 재활용 소재 사용이나 교체의 용이성에 대한 이야기를 듣게 될 수도 있습니다. 그리고 아마도 이 10년이 끝나기 전, 전고체 배터리나 기타 차세대 셀을 탑재한 첫 스마트폰이 시장에 등장해, 진정한 배터리 기술의 새 시대를 엿볼 수 있을 것입니다.

결론적으로, 평범한 휴대폰 배터리는 수십 년 만에 가장 큰 변화를 겪고 있습니다. 몇 분 만에 충전하고, 며칠 동안 지속된다는 슬로건처럼 들릴 수 있지만, 이러한 혁신 덕분에 점점 더 현실에 가까워지고 있습니다. 이미 오늘날의 용량을 높이고 있는 실리콘 음극부터, 곧 다가올 전고체 및 그래핀 기술, 그리고 몇 년 전만 해도 불가능해 보였던 충전 속도까지 – 이 모든 발전이 모여 우리가 기기와 맺는 일상적인 관계를 재정의하고 있습니다. 다음에 휴대폰을 충전할 때, 몇 년 후에는 “충전” 자체가 필요 없을 수도 있고, 배터리 수명을 걱정하는 것이 구시대적 문제가 될 수도 있다는 점을 떠올려 보세요. 스마트폰 배터리의 미래는 단순히 숫자가 커지는 것이 아니라, 근본적으로 더 나은 경험에 관한 것입니다: 더 많은 자유, 더 큰 편리함, 그리고 주머니 속 기술에 대한 더 깨끗한 양심. 그리고 그 미래는 빠르게 우리에게 다가오고 있습니다.

출처: ts2.tech ts2.tech androidauthority.com notebookcheck.net ts2.tech techxplore.com ts2.tech thecivilengineer.org techxplore.com 및 위에 인용된 기타 자료.