리튬-이온 배터리 침수 시 방전 특성에 관한 연구

A Study on the Discharge Characteristics of Lithium-Ion Batteries Immersion

최근 환경오염을 줄이기 위한 정부와 기업의 노력, 그리고 친환경적인 이동 수단에 대한 소비자의 관심이 높아지면서 전기차 시장은 빠르게 성장하고 있다. 특히, 각국 정부는 전기차 구매 시 보조금을 제공하거나 세금 혜택을 부여하며, 충전 인프라의 확충과 같은 정책적 지원을 통해 전기차 보급을 촉진하고 있다. 이러한 지원은 전기차를 구매하고자 하는 소비자들에게 경제적 유인을 제공하여 전기차에 대한 접근성을 향상시키고 있다. 더불어, 전기차 제조사들은 효율적이고 성능이 뛰어난 배터리 개발을 통해 주행 거리와 충전 속도를 개선하고, 이를 통해 전기차의 경쟁력을 높이고 있다. 그 결과, 전기차는 전 세계적으로 빠르게 보급되고 있으며, 리튬이온 배터리를 사용하는 전기차의 수는 꾸준히 증가하고 있다. 하지만 전기차 보급의 확대와 함께 전기차에서 발생하는 화재 사고의 빈도 또한 점차 증가하고 있다. 전기차 의 핵심 동력원인 리튬이온 배터리는 높은 에너지 밀도를 지니고 있으며 배터리 내부에서 열이 축적되거나 충돌, 과충전, 배터리 셀 결함과 같은 다양한 요인에 의해 열폭주가 발생 할 수 있으며, 이로 인해 화재나 폭발로 이어질 가능성이 크다. 특히, 전기차 배터리는 한 번 발화되면 화재가 급격하게 확대될 수 있는데, 이는 전통적인 내연기관 차량 화재와는 다른 양상을 보이며 더 큰 위험성을 내포하고 있다. 이로 인해 전기차 화재를 진압하는 방법은 내연기관 차량과 달리 더욱 신중한 접근이 필요하다. 현재 가장 널리 사용되는 전기차 화재 진압 방법 중 하나는, 화재가 발생한 배터리팩을 대형 침수조에 담가 방전시키는 방식이다. 이 방법은 배터리를 방전시켜 화재를 진압하는 방식으로 효과적이지만 그럼에도 불구하고 배터리를 침수시키는 과정에서 충분한 시간이 경과하지 않으면 재발화가 일어날 수 있다. 이는 배터리 내부에 남아 있는 잔여 전류와 반응 물질들이 여전히 발화 요인으로 작용하기 때문이다. 실제로 종종 배터리팩을 침수조에서 꺼낸 후 다시 불이 붙는 재발화 사고가 발생하고 있으며, 이로 인해 추가적인 안전 대책이 요구되고 있다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 전기차 배터리팩을 침수시켰을 때 어느 정도의 시간이 경과해야 완전히 방전되고 재발화의 위험이 제거되는지를 규명하고자 한다. 연구 결과는 향후 전기차 화재 진압 기술의 발전과 전기차의 안전성을 높이는 데 중요한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.