가스 분출형 리튬이온 배터리 화재의 신속한 진압방법 연구

Research on Rapid Suppression Methods for Gas-Jet Type Lithium-Ion Battery Fires

각형 리튬이온 배터리의 가스 분출형 열폭주 화재를 신속하게 진압하는 방법에 대해 연구하였다. 90% 이상 충전된 각형 리튬이온 배터리에 대해 셀 단위와 모듈 단위로 열폭주 화재 진압실험을 수행하였다. 1개의 셀 표면을 7 ℃/min 의 속도로 가열하여 열폭주를 발생시켰으며, 0.2 s 이내에 소화약제의 방출이 가능한 군용 FK-5-1-12 소화장치가 실 험에 사용되었다. 셀 단위와 모듈 단위 모두 소화약제 방출 시점으로부터 1 s 이내에 화염이 진압되었다. 리튬이온 배터리의 가스 분출형 열폭주 화재를 신속하게 진압하기 위해서는 소화약제의 방출속도를 빠르게 하여 강한 압력으 로 밀어 끄는 방법이 효과가 있음을 확인하였다. 이러한 방법은 ESS나 전기차에서 발생하는 폭발성 화재에 대응할 수 있는 화재진압시스템을 개발하는데 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

A method for rapidly extinguishing gas-jet-type thermal runaway fires in prismatic lithium-ion batteries was investigated. Suppression experiments were conducted on prismatic lithium-ion batteries charged to more than 90% capacity, at both the cell and module levels. Thermal runaway was triggered by heating the surface of a single cell at a rate of 7 ℃/min, after which a military-grade FK-5-1-12 fire extinguishing device, capable of releasing the agent within 0.2 s, was activated. At both the cell and module levels, flames were extinguished within one second of agent release. The results confirm that the rapid discharge of the extinguishing agent, delivered with strong pressure, is effective for suppressing gas-jet-type thermal runaway fires in lithium-ion batteries. This approach shows potential for application in fire suppression systems designed to respond to explosive fires in ESS and electric vehicles.