전기차 배터리 화재, 원인과 해결 방안 - 핵심만! 간단히!

최근 인천 청라의 한 아파트에서 발생한 벤츠 전기차 화재 사건은 전례 없는 규모로 인해 많은 관심을 끌었습니다. 전기차 배터리의 안전성에 대한 논의가 활발해지고 있는 지금, 전기차 배터리 화재의 원인과 구조를 알아보겠습니다.

 

 

📢전기차 배터리 화재, 원인과 해결 방안 - 핵심만! 간단히!

1️⃣전기차 배터리 구조

배터리 내부 구조

전기차 배터리는 4가지 핵심 소재로 이루어져 있습니다.

 

• 양극재: 이온을 생성하여 전류 흐름을 시작하는 역할을 합니다.
• 음극재: 양극재에서 나온 이온을 받아 외부로 전류를 흘려보냅니다.
• 전해질: 이온이 움직일 수 있도록 하는 통로 역할을 하며, 양극재와 음극재 사이에 위치합니다.
• 분리막: 양극재와 음극재가 직접 접촉해 화재가 발생하지 않도록 분리하는 역할을 합니다.

 

이러한 구조는 배터리 내에서 전류가 흐를 수 있게 하며, 양극재와 음극재의 접촉이 일어나지 않도록 철저하게 분리되어야 합니다. 만약 이들이 접촉하면 격렬한 화학반응이 일어나 화재로 이어질 수 있습니다.

 

배터리 폼팩터

전기차 배터리의 기본 단위인 셀(Cell)은 모양에 따라 크게 세 가지로 나뉩니다.

 

• 원통형 배터리: 원통 모양으로 제작된 배터리.
• 각형 배터리: 사각형 형태의 배터리.
• 파우치형 배터리: 유연한 파우치 형태로 제작된 배터리.

 

배터리 외부 구조

전기차는 대량의 배터리가 필요하므로 여러 셀을 모아 모듈(Module)이라는 틀에 담고, 다시 여러 모듈을 모아 팩(Pack)이라는 큰 케이스에 포장합니다. 이를 통해 전기차의 구동에 필요한 전력을 공급합니다.

 

전기차 배터리 구조

 

2️⃣전기차 배터리 화재 원인

제조사 결함

배터리 제조 과정에서 발생하는 결함 중 하나는 덴드라이트(Dendrite) 현상입니다. 배터리를 충전하는 동안 음극 표면에 리튬 결정이 자라면서 분리막을 손상시켜 양극재와 음극재가 접촉하게 되고, 이로 인해 화재가 발생할 수 있습니다.

 

과충전 또는 과방전

• 과충전: 배터리를 과도하게 충전하면 리튬이온이 부족해지고, 전해액이 분해되며 가스가 생성됩니다. 이로 인해 배터리 내부 압력이 상승하고, 열폭주가 일어나 화재로 이어질 수 있습니다.
• 과방전: 배터리를 너무 오랫동안 충전하지 않을 경우, 음극에서 전자가 나오지 않아 구리극판이 대신 녹아내리고, 열이 발생해 화재로 이어질 수 있습니다.

 

외부 열 또는 충격

배터리 외부에서 가해지는 열이나 충격도 화재의 주요 원인입니다. 외부 열이 분리막을 녹이면 양극재와 음극재가 접촉하여 화재가 발생할 수 있으며, 충격으로 인해 내부 구조가 손상될 경우에도 화재 위험이 커집니다.

 

전기차 배터리 화재 원인

 

3️⃣안전성 강화 방안

전기차 배터리 화재로 인해 전기차에 대한 불안감, 이른바 '전기차 포비아'가 확산되고 있습니다. 이를 극복하기 위해 업계에서는 다음과 같은 안전성 강화를 위한 노력을 기울이고 있습니다.

• 과충전 방지 기술 개발
• 리튬 대체 소재 연구

 

전기차의 안전성을 높이기 위한 지속적인 연구와 개발이 이어지고 있으며, 전기차 화재에 대한 공포를 극복할 수 있을지 주목됩니다.

 

안전성 강화 방안

 

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