폐배터리 잔존 전압 높으면 화재위험…3.94V 이상서 열폭주 확인

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소방연구원, 폐리튬이온배터리 실험…3.45V에선 가스·전해액 누출

(서울=연합뉴스) 차민지 기자 = 사용이 끝난 폐리튬이온배터리라도 내부에 전기에너지가 남아 있으면 외부 열에 의해 화염을 동반한 열폭주가 발생할 수 있다는 실험 결과가 나왔다.

소방청 국립소방연구원은 폐리튬이온배터리의 잔존 전압에 따른 화재위험 특성을 확인하기 위해 열적 남용 실험을 실시한 결과, 일부 전압 조건에서 화염을 동반한 열폭주 현상이 나타났다고 10일 밝혔다.

이번 실험은 수거한 원통형(18650) 폐리튬이온배터리를 잔존 전압별로 구분한 뒤 외부에서 일정한 속도로 열을 가하는 방식으로 진행됐다.

연구원은 시간에 따른 배터리 온도 변화와 가스 분출 및 화염 발생 여부, 열폭주 발생 양상, 화재 시 열 방출률 등을 측정해 전압 조건별 화재 특성을 비교·분석했다.

실험 결과 평균 잔존 전압이 3.45V인 조건에서는 열폭주 없이 가스 방출과 전해액 누출만 관찰됐다.

반면 평균 잔존 전압이 3.94V 이상인 조건에서는 배터리 온도가 급격히 상승하면서 화염을 동반한 열폭주가 발생했다.

이는 사용이 종료된 폐배터리라도 내부에 전기에너지가 남아 있을 경우 외부 열에 의해 화재가 발생할 수 있음을 보여준다.

특히 열폭주가 발생하지 않은 조건에서도 가스 방출과 전해액 누출이 확인돼 폐배터리 수거·보관 과정에서 잔존 에너지와 주변 열원을 고려한 안전관리가 필요한 것으로 나타났다.

실제로 2024년 1월 경기 평택시의 폐배터리 재활용 업체에서는 리튬 폐배터리 파쇄 작업 중 화재가 발생했다. 2020년 4월 경북 고령군의 폐배터리 처리 업체에서도 배터리 분리 작업 중 발생한 화재가 연쇄 폭발로 이어져 진화에 어려움을 겪었다.

소방연구원은 이번 실험에서 확보한 영상과 연구 결과를 폐리튬이온배터리 수거·보관 및 재활용 시설 관계자를 위한 안전교육과 홍보자료로 활용할 계획이다.

chacha@yna.co.kr

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