"사용이 끝난 배터리, 남아 있는 에너지에 주의해야"

국립소방연구원, 폐리튬이온배터리 열폭주 실험으로 화재위험 확인

- 원통형 폐리튬이온배터리의 잔존 전압별 열적 남용 실험으로 화재 특성 분석

- 일부 전압 조건에서 화염을 동반한 열폭주 확인...폐배터리 취급 시 주의 필요

- 실험 영상 결과를 바탕으로 취급시설의 화재예방 및 안전인식 제고 추진

□ 소방청 국립소방연구원은 폐리튬이온배터리의 잔존 전압에 따른 화재위험 특성을 확인하기 위해 열적 남용 실험을 실시한 결과, 일부 전압 조건에서 화염을 동반한 열폭주 현상을 확인했다고 밝혔다.

○ 폐리튬이온배터리는 사용이 끝난 후에도 내부에 전기에너지가 남아 있을 수 있어 수거·보관 및 재활용 과정에서 화재위험에 대한 주의가 필요하다.

○ 실제로 2024년 1월 경기 평택시의 폐배터리 재활용 업체에서는 리튬 폐배터리 파쇄 작업 중 화재가 발생했으며, 2020년 4월 경북 고령군의 폐배터리 처리 업체에서는 배터리 분리 작업 중 발생한 화재가 연쇄 폭발로 이어져 진화에 어려움을 겪은 바 있다.

○ 리튬이온배터리의 사용이 확대되면서 폐배터리의 안전한 수거·보관과 재활용 관리의 중요성도 커지고 있다.

○ 이에 국립소방연구원은 폐배터리의 잔존 전압에 따른 열폭주 발생 특성을 실험적으로 분석하고, 취급시설의 화재예방에 필요한 기초자료를 확보하기 위해 이번 연구를 진행했다.

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

○ 실험에서는 ▲시간에 따른 폐배터리 온도 변화 ▲가스 분출 및 화염 발생 여부 ▲열폭주 발생 양상 ▲화재 시 열방출률 등을 측정·관찰해 전압 조건별 화재 특성을 비교·분석 했다.

□ 실험 결과, 외부 열에 노출된 폐배터리는 평균 잔존 전압에 따라 서로 다른 반응을 보였다.

○ 평균 잔존 전압이 3.45V인 조건에서는 열폭주 없이 오프가스 발생과 전해액 누출만 관찰된 반면, 3.94V 이상인 조건에서는 배터리 온도가 급격히 상승하면서 화염을 동반한 열폭주가 발생했다.

○ 이는 사용이 종료된 폐배터리라도 내부에 전기에너지가 잔존할 경우, 외부 열에 의해 열폭주 및 화재가 발생할 수 있음을 보여준다.

○ 또한, 열폭주가 발생하지 않은 조건에서도 가스 방출과 전해액 누출이 확인돼, 폐배터리 수거·보관 과정에서 잔존 에너지와 주변 열원 등을 고려한 안전관리의 필요성을 보여준다.

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

○ 이를 통해 폐배터리 취급 과정에서 발생할 수 있는 화재위험에 대한 이해를 높이고, 현장 관계자의 안전관리 인식 향상을 지원할 방침이다.

□ 김연상 국립소방연구원장은 "이번 연구는 사용이 끝난 폐배터리라도 남아 있는 전기에너지와 외부 열에 의해 화재위험이 나타날 수 있음을 실험적으로 확인했다"며, "연구 결과가 폐배터리 취급 현장의 화재예방과 안전관리 인식 향상에 도움이 될 수 있도록 관련 자료를 공유해 나가겠다"고 밝혔다.