배터리 화재는 항상 이슈를 끌고 다닙니다. 대표적인 것이 삼성 갤럭시 노트7, 애플 맥에어등 전자기기들이 있습니다. 위험함을 인지하게 된 것은 비행기에서 허가되지 않는 것만으로 한때 이슈를 불러일으켰습니다. 그때는 이미 알고 있었을까요? 폭발할 경우에 감당하지 못하는 화재가 발생한다는 것을?? 다들 조그만한 배터리로 멀 어떻게 하겠냐라는 안일한 생각일지 모르나 생각보다 폭발력이 대단한 친구가 이차전지라 볼 수 있습니다. 오늘은 배터리 화재에 대해 간략하게 포스팅 해보겠스비다.
전기자동차 화재의 경우 출동에 의한 사고들은 접하게 어려웠습니다. 그러나 6월 초에 부산에서 아이오닉5의 화재가 있었습니다. 다들 아시다시피, 충돌 후에 8초만에 폭발을 하게 된 사고 입니다. 8초? 정말 빠른 시간이였습니다. 일단 아이오닉5의 화재의 경우 특이한 부분이 몇가지가 있습니다.
- 90-100km/h로 충돌을 하였다. 알콜이나 마약을 한 증거는 찾지 못했다. 심지어 브레이크도 작동이 안 되었다.
전기자동차에는 많은 전자장치들이 설치되어 있습니다. 이러한 전자장치들은 항상 올바르게 작동한다는 가정을 하게 되는데... 그렇지 못하면 생각지도 못할 일들이 발생합니다. 예를 들어 급발진 정도로요.
- 앞좌석의 등받이시트가 뒤로 젖혀 있었습니다. 그리고 문은 외부를 통해 열었다.
등받이시트로 인해 왈구왈구하는 이야기가 많은데... 전 문이 열리지 않아 뒷문을 열고자 했던 것이 아닐까 생각됩니다. 그럼 왜 문이 열리지 않았을까요? 내연기관 자동차의 경우 축납전지를 통해 전기가 전달됩니다. 전기자동차의 경우에는 이차전지를 통해 전기가 전달됩니다. 축납전지의 경우 내연기관가 생각보다 멀리 위치하고 있으며 생각보다 안전한 위치를 하고 있습니다. 반면 전기자동차의 경우 하단부 전반에 위치하고 있으며 전기장치들이 하나로 다 연결되어 있어서 하나라도 문제가 생기면 바로 전원공급이 차단됩니다. 전기자동차는 현재도 개발 진행중이기에 이러한 부분이 개선이 필요합니다. 그리고 문을 열 수 있는 경첩(?)이라는 부분이 내화학성이 떨어진다고 합니다. 기계적인 특성만을 고려하였기에.. 내화학성이 떨어지도 보니 부식이 되었다는.... 결론은 뒤로도 열려고 하였으나 어려웠다고 합니다. 그럼 외부에서는?? 다들 아시다시피.. 외부의 손잡이는 점점 없애는 추세입니다. 그리고 외부에서 창문을 깨서 열려고 하였으나.. 가스가 분출되면서 화재가 발생하기에... 다들 창문을 깨는 것은 어려워 합니다. 결론은.. 아직 전기자동차에 대한 연구가 더 필요하다는 내용이 아닐까 생각이 듭니다.
그럼 배터리 화재는 일반 화재와 다를까? 가장 큰 차이는 가스 발생입니다. 가연성 가스들로 인해 화재가 발생하는데... 가스레인지와 동일한 형태의 불 모양을 볼 수 있습니다. 이런 가스들은 어디서 오는 것일까요? 다들 배터리를 보면 하우징이라고 하여 잘 포장되어 있습니다. 외부의 충격 및 유입을 막기 위해.. 그리고 내부의 유출도 막기 위해서 만들었는데.. 이러한 것이 오히려 고압을 만드는 효과를 냅니다.
배터리의 화재 순서를 보게 되면...
1. SEI층 (Solide Electrolyte Interphase) 라는 것이 파괴가 일어납니다.
초기 음극에서 충방전을 통해 SEI층을 잘 만들어 놓습니다. (이건 제조회사에서 진행하며, 회사의 고유 기술입니다) 이러한 SEI층을 잘 만들어 놓는 이유는 불필요한 반응을 제거하기 위한 겁니다. 예를 들어 음극에서 줄기처럼 성장하여 양극까지 되어 전기적으로 연결되어 버린다던지..
2. 전해질의 온도 상승
전해질의 온도가 상승하여 90도 정도에 이르게 되면 분리막이라는 것이 파괴.. 즉 녹게 됩니다. 분리막이 녹게 되면서 양극과 음극이 직접적으로 연결가능하게 되면서 쇼트가 발생하게 됩니다. 그렇게 되면 전해질이 분해가 일어나게 되면서 많은 가스들이 발생하게 됩니다. 대표적으로 HF와 PF5가스 입니다.
3. 전극의 환원 반응
높은 온도가 이르게 되면 전극들이 환원반응을 하게 됨으로써,.. HF 혹은 PF5가스와 반응하여 산소가 발생하게 되고 Gas들이 더더욱 발생하게 됩니다. 이렇게 되면서 폭발이 일어나게 됩니다.
우리가 보게 되는 반응은 3번입니다. 보통 1-2번은 외부 충격에 따라서 다른데 5분 이내로 진행이 완료됩니다. 1-2번은 외부에서 확인하기가 어렵습니다. 그리고 보통 골든 타임은 1번일때 입니다. 거의 1분이내라는 것이죠.
배터리 화재에 대해 간략하게 적어보다보니.. 글이 너무 길어졌네요. 내일 계속 연결하여 올릴게용!
'우리 일상에서의 팁!!' 카테고리의 다른 글
| 리튬 배터리는 진짜 친환경일까? (15) | 2022.06.27 |
|---|---|
| 전기자동차? 진짜 미래의 답안이 되는걸까? (18) | 2022.06.22 |
| 한때 시끄러웠던 니켈 시장 전쟁!!! (11) | 2022.06.20 |
| 이차전지 배터리에 대한 잡 지식들!! 1탄!! (16) | 2022.06.17 |
| 고구마!! 어디까지 드셔보셨나요?? (17) | 2022.06.15 |