다 쓴 리튬이온배터리도 잔존 전압 3.94V 이상이면 열폭주

소방청 국립소방연구원은 다 쓴 리튬이온배터리에 남아 있는 전압에 따라 화재 위험이 어떻게 달라지는지 실험한 결과를 10일 공개했다. 사용이 끝난 배터리라도 안에 전기에너지가 남아 있으면 바깥에서 가해진 열로 화염을 동반한 열폭주가 일어날 수 있다는 내용이다.

잔존 전압별 가열 실험

연구원은 수거한 원통형(18650) 폐배터리를 잔존 전압별로 나눈 뒤 바깥에서 일정한 속도로 열을 가했다. 시간에 따른 배터리 온도 변화와 가스 분출, 화염 발생 여부, 열폭주 양상, 화재 때의 열 방출률을 재서 조건별로 비교했다.

평균 잔존 전압이 3.45V인 배터리에서는 열폭주 없이 가스 방출과 전해액 누출만 나타났다. 평균 3.94V 이상인 조건에서는 온도가 급격히 오르면서 화염을 동반한 열폭주가 발생했다. 열폭주가 없던 조건에서도 가스와 전해액이 새어 나와 수거·보관 과정에서 남은 에너지와 주변 열원을 함께 따져 관리할 필요가 있는 것으로 나타났다.

재활용 현장 화재 사례

폐배터리를 다루는 현장의 화재는 이전에도 있었다. 2024년 1월 경기 평택의 한 폐배터리 재활용 업체에서 파쇄 작업 중 불이 났고 2020년 4월 경북 고령의 한 처리 업체에서는 분리 작업 중 시작된 불이 연쇄 폭발로 번져 진화에 애를 먹었다. 연구원은 이번 실험 영상과 결과를 폐배터리 수거·보관·재활용 시설 관계자 안전교육과 홍보자료에 쓸 계획이다.