불에 관련하여 열폭주 현상은 무엇인가요?
전기 리륨 배터리 화재를 보면 불이 난후 열폭주 현상으로 급격히 불이 확산되고 폭발했다고 하는데요
열폭주현상은어떻게 일어나는지 궁금 합니다.
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
열폭주 현상은 리튬 배터리에서 발생할 수 있는 위험한 상태로, 내부 온도가 급격히 상승하면서 연쇄적으로 더 많은 열을 발생시키는 과정입니다.
이 현상은 주로과과충전, 과방전, 물리적 충격 등으로 인해 시작됩니다.
배터리 내부의 전해질이 가열되어 기체화되면 내부 압력이 증가하고, 분리막이 손상되면서 양극과 음극이 접촉해 단락이 발생합니다. 이로 인해 더 많은 열이 발생하며, 이는 다시 배터리 온도를 높이는 양성 피드백을 형성합니다.
1명 평가안녕하세요.
열폭주(thermal runaway)현상은 특히 리튬 배터리에서 중대한 안전 이슈를 야기할 수 있습니다. 이 현상의 발생 원리는 다음과 같습니다. 리튬 배터리 내에서는 리튬 이온이 양극(positive electrode)과 음극(negative electrode) 사이를 이동하면서 전기적 에너지를 생성합니다. 이 과정 중 배터리의 내부 구성 요소가 손상되거나, 배터리가 과도한 열을 받게 되면, 내부의 화학 반응 속도가 증가하여 열을 발생시킵니다. 이 열이 배터리 내부에서 충분히 빠르게 배출되지 않을 경우, 열이 누적되어 추가적인 화학 반응을 촉진합니다.
이러한 자기 가속화 과정에서 발생하는 열은 배터리의 온도를 급격히 상승시키며, 이는 배터리 내부의 재료들이 열적 분해를 일으키기 시작하는 온도에 도달할 수 있습니다. 열적 분해는 리튬 배터리의 구성 요소가 열에 의해 분해되어 가스를 방출하고, 이 가스는 종종 화재나 폭발로 이어질 수 있는 더욱 위험한 화학 물질을 포함하고 있습니다.따라서 리튬 배터리에서 열폭주 현상은 과충전, 과방전, 내부 단락 등의 배터리 관리 부적절이나 외부 충격으로 인해 시작될 수 있으며, 한번 시작된 열폭주는 배터리의 파괴뿐만 아니라 심각한 안전 문제를 초래할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해서는 배터리 관리 시스템(Battery Management System ; BMS)을 통한 정확한 전압 및 온도 모니터링과 조절이 필수적입니다.
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