이번 국정자원화재 리튬이온배터리에 대해

Question

리튬이온배터리 화재에 대해 궁금한게 있는데

배터리 화재가 났을때 불이 쉽게 안꺼지는 이유가 뭘까요? 이렇게 위험한 배터리라면 다른대체재는 없는건가요?

Answer 1

안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 리튬이온배터리의 화재가 쉽게 꺼지지 않는 이유는 크게 두 가지로 설명이 가능한데요, 우선 자체 산화-환원 반응이 불길을 유지합니다. 리튬이온배터리는 고에너지 밀도를 가지도록 설계되는데요, 이때 내부에 에틸렌카보네이트, 디메틸카보네이트 등과 같은 가연성 유기 전해질과 활성 금속 리튬 화합물이 들어있습니다. 화재가 시작되면 배터리 안의 전해질이 기화하면서 가연성 가스를 내뿜고, LiCoO₂와 같은 양극 물질이 고온에서 산소를 방출하는데요, 이때 산소가 외부에서 공급되지 않아도 자체적으로 나와서 연소를 지속시킬 수 있습니다. 즉, 배터리 자체가 연료이자 산화제의 능력을 동시에 품고 있는 셈이기 때문에 쉽게 꺼지지 않는 것입니다.

또한 충격, 단락, 과충전 등으로 배터리 내부 온도가 급격히 올라가면, 전해질 분해로 인해 더 많은 열 발생하고 양극에서의 산소 방출로 불길이 확대되며, 분리막 파괴로 인해 내부 단락이 심화됩니다. 이런 연쇄적인 발열 반응이 스스로 이어지면서 화재가 커지는 것이며, 한 번 열폭주가 시작되면 배터리 내부의 화학 반응이 스스로 불길을 키우기 때문에, 외부에서 물이나 일반 소화기를 뿌려도 쉽게 꺼지지 않는 것입니다. 특히 물은 전해질과 반응해 수소 같은 가연성 가스를 발생시킬 수 있어 오히려 위험할 수 있습니다. 감사합니다.