2024년 6월 24일, 경기도 화성시 일차전지업체 아리셀 공장에서 화재가 발생해 23명이 사망했다. 사망자는 한국인 5명, 중국인 17명, 라오스인 1명이었다. 화성소방서 1차 브리핑에서 "한 개의 배터리에서 폭발적으로 연소가 시작됐다"는 발표가 있었다. 화재원인은 리튬 배터리라고 볼 수 있다.
1차 전지는 재사용이 불가능한 전지이고, 2차 전지는 사용 후 충전하여 재사용할 수 있는 전지를 말한다.(과거 발전기가 없던 때 2차 전지는 1차 전지로 충전해야 사용할 수 있었기 때문에 2차 전지라는 이름이 붙었다)
'배터리(battery)'라는 말은 포병부대에서 비롯된 것이다. 지금도 군대에서 포병부대를 battery라고 부른다. 벤자민 프랭클린이 정전기를 담는 용기(유닛) 4개를 한 부대로 지칭해 배터리라고 불렀다.
리튬이온 배터리는 무엇인가?
리튬이온 배터리는 4가지 요소인 양극, 음극, 두 극의 접촉을 차단하는 분리막, 이온의 원활한 이동을 돕는 매개인 전해액으로 구성돼 있다.
충전될 때 리튬 이온을 양극에서 음극으로 이동시키고, 방전될 때 다시 양극으로 돌아올 수 있게끔 해 반복적으로 충전 및 방전 상태가 된다.
충전 시에는 강제로 리튬 이온이 음극으로 이동하며 화학적으로 불안정한 상태가 되는데, 그 중에서도 전지가 완전히 충전됐을 때가 가장 불안정한 것으로 알려져 있다.
리튬이온 배터리의 열 폭주 현상이 위험한 또 다른 이유는 ‘불산가스 방출’이다.
일반 분말 소화기는 리튬 이온 배터리 안에서 발생되는 급격한 열전달 및 상승을 막을 수 있는 냉각소화의 효과를 낼 수 없다고 한다.
리튬 배터리의 열폭주가 시작되기 직전 15~40초의 골든타임이 존재하고 그 이후에 본격적인 열 폭주가 발생한다고한다.(중국 칭화대 밍까오 교수, 2014년)
삼성 갤럭시 휴대폰에서도 배터리 폭발문제가 발생했는데, 2020년 이후 휴대폰 배터리를 기존 100% 충전방식에서 85%까지만 충전되도록 조정했고, 2024년에는 80%까지만 충전되도록 하고 있다.
전기자동차도 배터리 수명과 효율성 및 폭발위험을 고려하여 100%까지 충전할 수 있지만, 80%까지 충전하도록 권고하고 있다.
리튬이온 배터리 올바른 사용법
최근 5년 동안 리튬이온 배터리 화재는 총 612건이며 그중 절반 이상이 과충전이 원인인 것으로 나타나, 충전이 완료되면 반드시 전기코드에서 분리해야 화재 발생 가능성을 줄일 수 있다.
소방청은 22일 최근 발생한 리튬이온 배터리 화재 사고와 관련해 생활 속 안전습관 만들기 세 번째 주제로 ‘리튬이온 배터리의 올바른 사용법’을 안내했다.
[출처] 대한민국 정책브리핑(http://www.korea.kr)
소방청 국가화재정보시스템에 따르면 최근 5년(’19~’23년)간 리튬이온 배터리 화재는 총 612건으로 전동킥보드와 전기자전거 등의 사용량이 늘면서 관련 화재 역시 증가하고 있다.
화재 원인은 눌리거나 찍히는 등의 외부 충격과 온도가 높은 차량 내부 배터리 장시간 보관, 소파ㆍ침대 등에서 충전, 공식 인증을 받지 않은 제품 사용, 물ㆍ빗물 유입 등이었다.
이 중 절반 이상인 312건이 과충전 상태에서 발생했다. 이어 비충전 60, 보관 중 49, 수리 중 45, 사용 중 44, 충격 후 17건 등 순이었다. 장소별로는 공동주택 299건으로 가장 많았고 거리ㆍ공터 117, 건물ㆍ수리점 116, 단독주택 65, 주차장 15건 순으로 집계됐다.
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