18650 리튬이온 배터리 열폭주 현상에 관한 실험적 연구

An Experimental Study on Thermal Runaway of 18650 Lithium-Ion Battery

친환경 에너지 사용을 위한 전 세계적인 노력이 이루어지고 있는 가운데, 리튬이온 배터리에 경우 긴 수명과 높은 용량, 에너지 밀도 및 출력 등 다방면으로 우수한 특성을 가지고 있다. 리튬이온 배터리의 이러한 여러 장점에도 불구하고, 리튬이온 배터리 화재 안정성에 대한 논의는 지속적으로 요구되고 있다. 리튬이온 배터리의 화재 원인은 충격, 낙하, 눌림 등의 기계적 손상, 과방전, 과충전, 단락으로 인한 전기적 결함, 내부 및 외부로부터 발생되는 이차적 열 방출에 의한 폭발 반응 등이 있다. 이러한 결함들은 열폭주 현상을 유도하고, 리튬이온 배터리의 열폭주 현상은 일반 화재와 달리 진압조차 할 수 없으며 인명피해로 이어질 가능성이 농후하다. 따라서 열폭주 현상에 대해 다양한 연구들이 진행되고 있으며, 본 연구 또한 정확한 열폭주 현상의 메커니즘 및 열폭주 현상 단계를 실험적으로 밝히고 이를 통해 리튬이온배터리 안정성 증진에 기여하고자 한다. 열폭주 현상을 관찰하기 위해 전기 히터를 채택하여 리튬이온 배터리의 열적 결함을 인위적으로 일으켰으며 리튬이온 배터리 위치 및 배터리 설치 구조에 따른 열폭주 현상을 관찰하였다. 자세한 실험 결과에 대해서는 구두 발표를 통해 보다 면밀히 논의하고자 한다.