리튬이온 배터리의 과충전으로 인한 화재발생 위험성이 실험을 통해 증명됐다.
경기도북부소방재난본부는 11일 오후 3시 양주소방서 야외 훈련장에서 ‘2016년도 경기북부 화재 재연실험 시연회’를 열고, 이 같은 사항을 검증해냈다.
이번 실험은 노트북, 휴대폰 등 각종 휴대용 전자기기에 에너지원으로 사용되는 리튬이온 배터리의 과충전 시 배터리 내부의 위험요소를 분석, 발화되기까지의 과정을 연구하는데 목적을 뒀다.
실제로, 리튬이온 배터리는 니켈 카드뮴 배터리에 비해 무게가 가볍고, 용량이 3배 이상 높다. 또, 자연방전 현상이 적은 탓에 비교적 오래 사용할 수 있는 장점이 있어 휴대용 전자제품에 많이 쓰이고 있다.
이날 본부는 그간의 과거 연구분석 결과들을 토대로 실험을 설계, 공인인증기관인 한국기계전기전자시험연구원 선임연구원의 지도하에 실제 재연실험 세트장을 구성하고 실물화재 재연실험을 진행했다.
실험 조건으로 자체 제작한 리튬이온 배터리에 컷오프 전압 20V, 5A의 전류를 약 3분간 흘려보내는 방식을 취했다.
실험 결과, 리튬이온 배터리가 과충전될 경우 먼저 배터리 내부 음극(-) 표면에 화학 반응성이 높은 금속리튬이 석출(析出), 수지상(나뭇가지모양)의 형태로 자라나는 것이 발견됐다.
아울러, 양극(+) 구조 내에서는 산소를 방출, 전지 내의 전해액 분해를 일으켜 가연성 가스를 발생시키고, 결국 배터리 표면이 부풀어 발화하는 현상이 일어나는 것으로 확인됐다.
김일수 도 북부소방재난본부장은 “최근 급속충전의 필요성으로 인해 일부 인터넷 카페를 중심으로 미인증 배터리 충전기의 사용이 증가하고 있는 상황”이라며, “이 같은 미인증 충전기는 허용전류 이상을 공급할 수 있어 화재의 우려가 높다. 따라서 인증제품 사용 등 각별한 주의가 요구된다.”고 당부했다.
한편, 북부소방재난본부에서는 이번 연구 결과에 대한 논문을 오는 11월 국민안전처 주관으로 개최 예정인 ‘전국 화재조사 심포지엄’에 출품할 예정이다.
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