다 쓴 배터리라 안심했는데…열 가하자 '열폭주'
소방연구원, 폐리튬이온배터리 화재위험 실험
3.94V 이상서 화염 발생…낮은 전압도 가스 누출
[파이낸셜뉴스]
사용이 끝난 폐리튬이온배터리도 내부에 남아 있는 전기에너지 때문에 화재가 발생할 수 있다는 실험 결과가 나왔다.
국립소방연구원이 폐배터리에 열을 가한 결과, 평균 잔존 전압이 3.94V 이상인 조건에서 화염을 동반한 열폭주가 발생했다. 불이 붙지 않은 배터리에서도 가스와 전해액이 누출돼 수거·보관과 재활용 과정에서 각별한 주의가 요구된다.
리튬이온배터리는 스마트폰과 노트북, 무선청소기, 전동공구, 전기자전거 등에 널리 쓰이는 충전식 배터리다
연구원은 수거한 원통형(18650) 폐리튬이온배터리를 잔존 전압별로 구분하고 외부에서 일정한 속도로 열을 가해 화재 발생 특성을 분석했다. 배터리 온도 변화와 가스 분출, 화염 발생 여부, 열폭주 양상 등을 관찰했다.
실험 결과 평균 잔존 전압이 3.45V인 조건에서는 열폭주가 발생하지 않았지만 가스가 배출되고 전해액이 누출됐다. 반면 3.94V 이상인 조건에서는 배터리 온도가 급격히 상승하면서 화염을 동반한 열폭주가 발생했다.
열폭주는 배터리 내부의 발열 반응이 연쇄적으로 일어나 온도가 급격히 상승하는 현상이다.
이는 사용이 끝난 배터리라도 내부에 에너지가 남아 있으면 외부 열에 의해 화재가 발생할 수 있다는 의미다. 다만 이번 실험에서 확인된 3.94V가 모든 폐배터리의 발화 기준을 뜻하는 것은 아니다.
앞서 폐배터리 처리시설에서는 실제 화재도 잇따랐다. 2024년 1월 경기 평택시의 폐배터리 재활용 업체에서는 배터리 파쇄 작업 중 불이 났다. 2020년 4월 경북 고령군의 폐배터리 처리 업체에서는 배터리 분리 작업 중 발생한 화재가 연쇄 폭발로 이어져 진화에 어려움을 겪었다.
국립소방연구원은 이번 실험 결과와 영상을 폐배터리 수거·보관 및 재활용 시설의 안전교육 자료로 활용할 계획이다.
김연상 국립소방연구원장은 "이번 연구는 사용이 끝난 폐배터리라도 남아 있는 전기에너지와 외부 열에 의해 화재위험이 나타날 수 있음을 실험적으로 확인했다"고 말했다.
[email protected] 이보미 기자
