선은 mAh가 아니라
Wh에 그어져 있다

환산식이 법에 쓰여 있다

보통 이런 조각에서는 제가 식을 골라 와서 “이렇게 계산합니다”라고 씁니다. 이번엔 그럴 필요가 없습니다. 규정이 용어 정의에 식을 그대로 박아 놓았습니다.

“Watt-hour (Wh)란 1와트가 1시간 동안 한 일에 해당하는 에너지 단위를 말한다. 리튬이온 셀 또는 배터리의 와트시 정격은 암페어시로 표시된 정격용량에 공칭전압을 곱해서 정한다. 따라서 Watt-hour (Wh) = ampere-hour (Ah) × volts (V).”
— 49 CFR 171.8 “Watt-hour” 정의

곱셈 하나입니다. 그런데 이 곱셈이 공항에서 가방을 열게 만드는 기준입니다. 앞 조각에서 배터리 라벨로 검산한 그 식과 같은 식이기도 합니다 — 어느 배터리 라벨의 “2,460 mAh / 9.3 Wh / 3.8 V”를 곱해 보면 9.348입니다.

문턱은 셋이다

같은 규정집의 다른 조문이 그 Wh로 선을 긋습니다. 여객기에 승객이 들고 타는 배터리에 대한 조항입니다.

그리고 조문에 같이 박힌 조건 둘이 더 있습니다. 여분 배터리는 기내 반입만 됩니다(부치는 짐에 넣으면 안 됩니다). 그리고 각각 단락되지 않게 개별 보호해야 합니다 — 조문이 방법까지 예로 듭니다: 원래 소매 포장에 넣거나, 단자에 테이프를 붙이거나, 하나씩 비닐봉지나 파우치에 넣거나.

기기에 들어 있는 배터리는 조금 다릅니다. 부치는 짐에 넣을 수는 있는데, 그때는 완전히 꺼야 합니다 — 조문의 표현이 “완전히 스위치를 끌 것(즉, 절전이나 최대 절전 모드가 아닐 것)”입니다.

전자담배는 아예 따로 조항이 있습니다((a)(19)) — 몸에 지니거나 기내 가방에만 실을 수 있고, 기내에서 가열부가 뜻하지 않게 켜지지 않게 조치해야 합니다.

‘27,000 mAh까지’가 어디서 나왔나

인터넷에서 흔히 보는 말이 있습니다 — “보조배터리는 27,000 mAh까지 된다.” 규정 어디에도 27,000이라는 숫자는 없습니다. 그건 계산해서 나온 값입니다.

같은 100 Wh인데 mAh로는 26,000에서 27,800까지 흔들립니다. 그래서 “27,000까지”는 3.7 V를 가정했을 때만 맞는 말입니다. 위 화면에서 전압 손잡이를 3.85로 올려 보세요 — 27,000 mAh가 100 Wh를 넘어갑니다.

여기에 하나가 더 겹칩니다. 보조배터리의 mAh는 보통 셀 전압 기준으로 적히는데, 실제 출력은 5 V입니다. 그래서 “20,000 mAh 보조배터리로 폰을 몇 번 충전하나”를 mAh끼리 나누면 틀립니다 — 에너지(Wh)로 나눠야 맞습니다. 넷째 계기가 그렇게 계산합니다.

★그 계기도 상한입니다. 승압 손실과 케이블 손실을 빼지 않았습니다. 실제로는 이보다 적게 들어갑니다.

그래서 규정이 ‘Wh를 적으라’고 했다

소비자가 매번 곱셈을 해야 하는 상황이 좋을 리 없습니다. 같은 규정집이 날짜를 박아 표기를 의무화했습니다.

“2024년 5월 10일부터, 각 리튬이온 배터리는 바깥 케이스에 와트시 정격을 표기해야 한다.”
— 49 CFR 173.185(a)(5)

즉 이 조각의 계산은 점점 필요 없어지는 쪽으로 가고 있습니다. 다만 그 전에 산 배터리, 그리고 표기가 흐려진 배터리는 여전히 곱해 봐야 합니다. 손에 든 물건에 Wh가 적혀 있다면, 위 화면 대신 그 숫자를 믿으면 됩니다 — 그게 규정이 재는 값입니다.

부피가 아니라 표기 전압이 가른다

문턱 셋은 mAh 가 아니라 Wh에 서 있습니다. 그래서 같은 보조배터리가 라벨에 적힌 공칭 전압 한 줄로 통과와 승인 대상으로 갈립니다. 위 손잡이를 돌리면 아래 막대가 벽을 넘습니다 — 막대 길이는 전부 Wh입니다.

★27,000 mAh 를 넣고 전압만 밀어 보세요. 100 Wh 를 안 넘으려면 표기 전압이 3.704 V 미만이어야 합니다. 3.6 V로 적힌 제품은 97.2 Wh라 그냥 통과하고, 3.7 V는 99.9 Wh로 아슬아슬하게 통과하며, 3.85 V는 104.0 Wh라 항공사 승인 대상입니다. 셀도 같고 용량도 같은데 라벨의 한 자리가 결과를 바꿉니다. — 그래서 2024년 5월 10일부터 케이스 바깥에 Wh 를 적으라고 못 박은 것입니다 (49 CFR 173.185(a)(5)).

★오른쪽 파란 칸은 같은 Wh 를 아이폰 배터리로 쪼갠 것입니다(한 칸 14.29 Wh). 마지막 칸은 남은 만큼만 잘라 세웠습니다 — 반올림해 세우면 화면이 계기와 다른 수를 말하게 됩니다.

풀고 있는 식

팩을 열어 셀을 세어 본다

배터리 용량은 셀 하나의 용량 × 개수입니다. 그런데 팩에는 셀만 들어가지 않습니다 — 사이의 빈틈, 냉각판, 케이스가 자리를 먹습니다. 아래에서 그 몫이 보입니다.

그래서 “배터리 용량”에는 두 가지가 있습니다 — 셀 기준과 팩 기준. 둘의 차이가 여기 보이는 회색 몫이고, 위 판의 Wh 계산에서 어느 쪽을 쓰느냐로 답이 달라집니다.

셀 개수와 비율은 구조를 보이기 위한 것이고 특정 팩의 제원이 아닙니다.