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'배터리화재'통합검색 결과 입니다. (4건)

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LG화학, 배터리 화재 원인 '열 폭주' 방지 소재 개발

LG화학은 1일 CTO 산하 기반기술연구소 연구팀이 열폭주를 억제하는 온도 반응성 '안전성 강화 기능층(이하 열 폭주 억제 소재)'을 개발했다고 밝혔다. 포항공과대학교(POSTECH) 배터리공학과 이민아 교수 연구팀과 공동 연구를 통해 소재 해석을 진행했고, 안전성 검증은 LG에너지솔루션이 함께 참여했다. LG화학은 이번 연구 성과를 학술지 네이처 커뮤니케이션즈 9월호에 온라인 게재했다. LG화학이 개발한 열 폭주 억제 소재는 온도에 따라 전기 저항이 변하는 복합 물질로, 온도가 오르는 초기 단계에서 전기 흐름을 차단하는 '퓨즈' 역할을 한다. 연구팀은 열 폭주 억제 소재를 배터리의 양극층과 집전체(전자의 통로 역할을 하는 알루미늄 포일) 사이에 머리카락 100분의 1 수준인 1um(마이크로미터) 두께의 얇은 층 형태로 만들었다. 전지에 이상이 발생해 온도가 90~130℃ 수준으로 정상 범위를 벗어나면, 소재가 온도에 반응해 결합 구조가 바뀌며 전류의 흐름을 억제하는 구조다. 열 폭주 억제 소재는 온도가 1℃ 올라갈 때마다 전기 저항이 5천Ω(옴)씩 상승해 온도에 대한 반응 속도가 빠르다. 최대 저항은 정상 온도일 때보다 1천배 이상 높고, 온도가 내려가면 다시 저항이 낮아져 원래의 전기가 통하는 상태로 돌아오는 가역성까지 갖췄다. 전기차 배터리 화재의 주요 원인인 열 폭주는 전지 내부의 양극과 음극이 의도치 않게 직접 접촉해 단락과 발열이 발생하며 시작되는 것으로 알려져 있다. 수 초 만에 온도가 1천℃ 가까이 치솟으며 화재가 이어지는 만큼, 발열 초기에 빠르게 반응 경로를 차단하는 열 폭주 억제 소재가 화재 방지에 효과적일 것으로 기대된다. 실제로 배터리 충격 실험과 관통 실험 모두에서, 열 폭주 억제 소재를 적용한 배터리는 불이 붙지 않거나, 불꽃이 발생한 뒤 곧바로 꺼져 열 폭주 현상이 발생하지 않았다. 모바일용 리튬코발트산화물(LCO) 배터리에 못으로 구멍을 뚫는 관통 실험에서, 일반 배터리는 전체 중 16% 만이 화재가 발생하지 않았지만 열폭주 억제 소재를 적용한 배터리는 단 한 건의 화재도 발생하지 않은 것으로 나타났다. 전기차용 니켈코발트망간(NCM) 배터리에 약 10kg의 무게추를 떨어뜨리는 충격 실험에서는 일반 배터리의 경우 모두 화재가 발생했다. 반면, 열 폭주 억제 소재를 적용한 배터리는 70% 비율로 화재가 발생하지 않았고, 30%는 불꽃이 발생했지만 수 초 내로 꺼지는 데 그쳤다. 기존에도 셀 내부에 온도 변화에 반응하는 소재를 넣는 방식은 있었지만, 반응 속도가 느리거나 에너지 밀도가 떨어지는 문제가 있었다. LG화학은 소재 설계에 대한 기술력과 특허를 보유하고 있어 기존 문제를 해결하면서도 빠르게 양산 공정에 적용할 수 있는 수준의 소재 개발에 성공했다고 강조했다. LG화학은 모바일용 배터리에 열 폭주 억제 소재 안전성 검증 테스트를 마치고, 내년까지 대용량 전기차용 배터리에도 안전성 테스트를 이어갈 계획이다. 이종구 LG화학 CTO는 “양산 공정까지 빠른 시일 내 제품에 적용할 수 있는 가시적인 연구 성과”라며 “고객이 안심하고 전기차를 이용할 수 있도록 안전성 강화 기술을 고도화하고, 배터리 시장 경쟁력 강화에 기여할 것”이라고 말했다.

2024.10.01 11:17김윤희

리튬 배터리, '화재예방법' 특수물질로 관리한다

행정안전부는 지난 6월 화성 아리셀 공장 화재 이후 리튬전지(배터리) 산업 전반에서 화재를 방지 하기 위한 정부 대책을 마련했다고 10일 밝혔다. 지난 7월 행안부를 중심으로 관계부처, 민간전문가 등이 참여한 '전지 공장 화재 재발방지 대책 마련 TF'는 전지 공장 화재의 실질적 감축과 인적‧물적 피해 최소화를 목표로 4대 분야, 37개 개선과제를 확정했다. 이에 따라 화재 위험성이 높은 리튬 전지 제품의 저장, 취급 및 관리를 강화한다. 리튬전지 등을 화재예방안전관리법에 따른 '특수가연물'로 지정하고 제품 적재‧보관, 내화구조‧방연재료 사용 등 관리 기준을 마련한다. 한국산업표준(KS) 1차전지 통칙을 리튬과 비리튬계로 구분하고, 리튬계 전지 보관·취급 및 공정상 구체적 기준도 마련한다. 화재 위험성이 큰 고용량 리튬전지를 관리하는 군용 저장창고는 저장원칙 강조, 구비조건 보완 및 점검표 신설 등 관리를 강화한다. 전지공장에 대한 소방 관계법령 적용 대상과 기준을 개선하고, 위험물질 공정안전관리를 강화한다. 화재안전 중점관리대상 선정 기준도 개선해 현재 지정돼 있지 않은 전지공장을 최우선으로 지정한다. 중점관리대상이 되면 화재안전시행계획 수립, 화재안전 조사, 소방교육훈련 및 소방활동자료조사 대상에 포함된다. 전지공장에 대한 화재안전영향평가도 실시해 화재 원인 등을 심층 분석하고, 화재 위험성을 완화할 수 있는 개선 과제를 발굴·추진한다. 전지공장 위험물질의 공정안전관리(PSM) 강화 방안을 마련하고, 위험성평가 인정사업의 평가기준도 정비한다. 위험물 저장‧처리시설은 구조적 안전성을 확보하고, 위험물 관리 전문성 및 취급‧관리를 강화한다. 내화구조 성능기준 강화 방안을 마련하고, 외벽 마감재료는 불연재료만 사용하도록 한다. 리튬 등 금수성물질 화재에 적응성이 높은 소화약제‧소화기기와 함께 전지 내부에 소화약제를 직접 분사하는 기술 개발도 추진한다. 화재 발생 여부를 신속·정확하게 판정하고 감지할 수 있는 전지화재 특화 센서 및 감지시스템도 개발한다. 화재 초기에 신속히 피난을 유도할 수 있도록 리튬 1차전지 공장에 시각경보기 설치 규정을 마련하고, 화재 대피용 마스크 비치를 권고한다. 외국인 근로자 등 취약 근로자를 대상으로 하는 안전교육을 내실화하고, 신임 소방관 등에 대한 교육‧훈련을 강화한다. 모든 외국인 근로자는 작업장에 배치되기 전에 기초 안전보건교육을 이수하도록 의무화하고, 채용 시 교육 내용에 '화재‧폭발 등 발생 시 긴급조치‧대피 방법'을 필수로 포함한다. 리튬전지 사업장 등에서 취급하는 유해화학물질 118종의 유해‧위험성을 분석해 종류별 보관‧취급 방법, 유‧누출 시 초기 대응요령 등 맞춤형 안전가이드도 마련한다. 정부는 화재‧폭발 우려가 있는 고위험 사업장 중 최근 3년간 점검을 받지 않은 200개소를 우선 점검하고, 화재·폭발에 취약하다고 판단되는 사업장에는 3개월 이내에 안전관리 컨설팅을 제공한다. 1·2차전지 공장 등 사업장을 대상으로 소화 및 경보·대피설비, 화재·폭발 확산 방지를 위한 별도 보관시설 등 설치를 지원한다. 이상민 장관은 “이번에 마련한 대책이 조속히 현장에 적용될 수 있도록 관계기관과 함께 이행상황을 철저히 관리하겠다”며 “정부는 앞으로도 산업현장에서 묵묵히 일하고 계시는 모든 근로자의 안전을 책임진다는 마음가짐으로 안전관리 체계를 개선해 나가겠다”라고 말했다.

2024.09.10 17:01김윤희

아리셀 화재 한 달…"리튬전지 폭발, '화학사고'로 관리해야"

31명의 사상자를 낸 경기도 화성 아리셀 공장 화재 이후 리튬전지 폭발 사고 재발을 막기 위해 '화학 사고'로 취급하는 등 보다 세심한 관리가 필요하다는 제안이 나왔다. 22일 국회에서 열린 '아리셀 중대재해 참사의 원인과 재발 방지 대책 긴급토론회'에서는 리튬 전지 산업 현장에서 폭발 사고 방지를 위한 다양한 대책들이 제시됐다. 이날 현장 증언자로 나선 정기백 금속노조 삼성SDI 천안지회 사무장은 “노동자가 주관하고 추진하는 민간 합동 안전 복원 활동과 배터리 사업 분야의 자격 심사 강화, 위험물 취급 사업장 하도급 금지 등의 법제화가 필요하다”고 제안했다. 이윤을 우선시하는 기업 특성을 고려할 때 이처럼 산업 현장 안전 강화 과정에서 노동자가 주도권을 갖는 제도 마련이 중요하다고 특히 강조했다. 아리셀 화재의 경우 별도의 개별 소화 장비가 갖춰진 안전한 장소에서 취급되지 않은 점을 지적했다. 또한 직원들이 배터리가 적재된 트레이를 맨손으로 만지고, 방독면을 쓰지 않는 등 외국인 직원들을 대상으로 충분한 안전보건 활동이 이뤄졌는지 의심스러운 정황 등이 발견된 점을 고려하면 예견된 참사였다고 비판했다. 현재순 화섬식품노조 노동안전보건실장은 이날 전지산업 화학물질 안전관리 법제 개선안을 발표했다. 현재순 실장은 “보통 배터리 분리막 결함으로 양·음극이 접촉돼 화재가 발생하고, 열 폭주로 피해 규모가 커진다”며 “화재 과정에서 유해한 화학물질이 나오고, 물과 접촉하면 연쇄 폭발이 나타나는 특성을 지닌 산업”이라고 설명했다. 리튬 배터리 화재 시 발생하는 염화수소, 이산화염소 등 인체와 환경에 독성으로 작용하고 폭발성이 강한 물질들은 정부가 규정한 '화학사고 대비물질'에 포함돼 있지만, 리튬은 여기에 포함돼 있지 않다고도 지적했다. 현 실장은 “폐배터리 업체에 의한 화재 폭발 위험도 상당한 만큼 배터리 보관, 사용, 폐기 전 과정에서의 위험성이 크다고 볼 수 있다”며 “향후 이차전지 산업이 10년 내 8배 가량 성장할 것으로 전망되는 만큼 법적 안전조치를 강화할 필요가 있다”고 주장했다. 먼저 산업안전보건법 상 리튬은 위험물질로 규정돼 있으나, 관련 안전보건 규칙이 현장에서 잘 지켜지지 않는 점을 지적했다. 관련 처벌 규정도 있지만 대기업이 아닌 경우 대부분 위험성 평가 자료 제출 과정이 형식적으로 진행되고 있다는 것이다. 이런 문제 해결을 위해 공정안전관리(PSM) 제출 대상 업종에 일·이차전지 업체 26곳을 포함하는 방안을 제안했다. 현 실장은 “PSM이 현장에서 비교적 운영이 잘 되고 있는 제도이기 때문에 제안하는 것”이라고 덧붙였다. 위험 외주화 방지 차원에선 도급 금지 조항에 리튬 전지 제조 산업을 추가할 것을 제안했다. 화학물질관리법 상 사고대비물질에 리튬을 포함해 관리하는 방안도 제시했다. 현 실장은 “사고대비물질에 대해 사업주와 지자체가 의무적으로 화학사고 예방관리 계획을 수립하게 돼 있다”며 “노사, 민간이 참여하는 지역 조직을 구성해 사업장에 들어가 이행 점검을 해야 한다는 법제화가 필요하다”고 했다. 대기업 현장에 도입돼 있는 인랙 스프링클러 등 화재 초기 진압 장비 설치 확산도 대응책으로 언급했다.

2024.07.22 16:18김윤희

경기 화성 리튬전지 공장 화재…1명 심정지·21명 연락두절 추정

경기 화성시 소재 일차전지 기업 공장에서 화재가 발생해 다수의 인명 피해가 발생했다. 소방당국에 따르면 24일 오전 10시 31분 일차전지 제조업체 아리셀의 화성시 서신면 소재 공장 3동에서 화재가 발생해 현재까지 심정지 1명, 중상 1명, 경상 5명 등 인명 피해가 발생한 것으로 추정되고 있다. 이 곳에는 리튬이온 배터리 3만5천개가 있는 것으로 전해졌다. 공장 근로자 중 21명은 연락이 두절돼, 추가 인명 피해가 발생할 수 있는 상황이다. 아리셀은 금형 제조 기업 에스코넥의 리튬 일차전지 자회사로 지난해 매출 47억9천만원을 기록했다. 자동검침시스템(AMR)과 지능형전력계량시스템(AMI), 무선주파수인식(RFID), 의료장비, 군용장비, 각종 산업 제품을 납품하고 있다. 화재가 발생한 화성 공장은 연 면적 2천300여 제곱미터 규모 3층 건물이다. 이 건물에는 근로자 50여명이 상시 근무하는 것으로 알려졌다. 리튬이온 배터리는 특성상 과열, 과충전 등에 의한 화재 위험이 있고, 온도가 1천도 이상 올라가는 열 폭주 반응이 발생하기도 한다. 내부에서 계속 열이 발생해 한 번 배터리에서 발화가 시작되면 배터리를 물에 담그는 방식으로 진화하지 않고서는 진화가 어렵다.

2024.06.24 15:15김윤희

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