다 쓴 리튬 배터리서 '열폭주' 확인…"수거·보관 주의"

소방硏, 폐리튬이온배터리 화재 위험 실험 결과

잔존 전압 3.94V 이상서 화염 동반 열폭주 발생

[구미=뉴시스] 폐배터리 폐기업체 화재. (사진=경북소방본부 제공) 2026.07.03 [email protected] *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스] 강지은 기자 = 수명을 다한 폐리튬이온배터리에서도 열폭주 현상이 확인돼 화재 위험에 각별한 주의가 요구된다.

소방청 국립소방연구원은 폐리튬이온배터리의 화재 위험 특성을 확인하기 위해 관련 실험을 실시한 결과, 일부 전압 조건에서 화염을 동반한 열폭주 현상을 확인했다고 10일 밝혔다.

열폭주는 외부 충격이나 내부 단락, 과충전 등으로 배터리 온도가 급격히 상승해 연쇄적으로 발화하는 현상으로, 이 경우 재발화가 반복돼 진화에 상당한 어려움이 발생한다.

실제 2024년 1월 경기 평택시의 한 폐배터리 재활용 업체에서는 리튬폐배터리 파쇄 작업 중 화재가 발생한 바 있다. 2020년 4월 경북 고령군의 폐배터리 처리 업체에서는 배터리 분리 작업 중 연쇄 폭발이 일어나기도 했다.

실험은 수거한 원통형 폐리튬이온배터리를 남아있는 전압별로 구분한 뒤 외부에서 일정한 속도로 열을 가하는 방식으로 진행됐다.

또 ▲시간에 따른 폐배터리 온도 변화 ▲가스 분출 및 화염 발생 여부 ▲열폭주 발생 양상 ▲화재 시 열방출률 등을 측정해 전압 조건별 화재 특성을 비교·분석했다.

그 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 관찰됐다. 반면 3.94V 이상인 조건에서는 배터리 온도가 급격히 상승하면서 화염을 동반한 열폭주가 발생했다.

국립소방연구원은 "이는 사용이 종료된 폐배터리라도 내부에 전기에너지가 남아있을 경우 외부 열에 의해 화재나 열폭주가 발생할 수 있음을 보여준다"고 설명했다.

또 열폭주가 발생하지 않은 조건에서도 가스 방출과 전해액 누출이 확인돼 폐배터리 수거·보관 및 재활용 과정에서 안전한 관리의 필요성이 요구된다고 연구원은 강조했다.

연구원은 "이번 실험을 통해 폐배터리 취급 과정에서 발생할 수 있는 화재 위험에 대한 이해를 높이고, 안전 교육과 홍보 자료로 활용해 현장 관계자의 안전관리 인식 향상을 지원하겠다"고 밝혔다.


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