Study on the Explosion and Fire Risks of Lithium Batteries Due to High Temperature and Short Circuit Current

ISSN: 1738-7167

DOI: http://dx.doi.org/10.7731/KIFSE.2016.30.2.114

고온 및 단락전류에 따른 리튬배터리의 폭발 및 화재 위험성에 관한 연구

심상보 · 이춘하* · 김시국* ^†

한국소방안전협회, *호서대학교 소방방재학과

Study on the Explosion and Fire Risks of Lithium Batteries Due to High Temperature and Short Circuit Current

Sang-Bo Sim · Chun-Ha Lee* · Si-Kuk Kim* ^†

Korea Fire Safety Association

*Dept. of Fire and Disaster Protection Engineering, Hoseo Univ.

(Received April 4, 2016; Revised April 19, 2016; Accepted April 19, 2016)

요 약

본 논문은 리튬배터리의 고온 및 단락전류에 따른 폭발 및 화재 위험성을 분석하기 위한 연구이다. 이에 대표적인 리 튬배터리 종류인 리튬폴리머배터리 및 리튬이온배터리를 실험시료로 선정하였다. 고온에 따른 폭발위험성 측정결과 리 튬폴리머배터리의 경우 평균 170

C, 리튬이온배터리의 경우 평균 187

C 에서 폭발이 일어났다. 단락전류에 따른 온도상 승측정결과 보호회로가 정상작동 할 경우 과전류를 제한하여 온도상승이 거의 없었지만, 보호회로가 고장 났을 경우 리 튬폴리머배터리의 경우 평균 115.7

C 및 리튬이온배터리 경우 평균 80.5

C 까지 상승하여 화재 및 화상 위험성이 높게 나타나는 것으로 측정되었다.

ABSTRACT

This study is to analyze the explosion and fire risks due to high temperature and short circuit current of Lithium batter- ies. This study selected the typical types of Li-polymer batteries and Li-ion batteries as the test samples. The result of explosion risk assessment due to the high temperature showed that, while a Li-polymer battery had 170

C explosion on average, a Li-ion battery had 187

C explosion. The measurement result of temperature increase due to short circuit cur- rent revealed that, in case that protection circuit module (PCM) was normally working, there was little of temperature increase due to over-current limitation. However, in case that PCM was out of order, the temperature of a Li-polymer bat- tery increased up to an average of 115.7

C and the temperature of a Li-ion battery increased up to an average of 80.5

C, which showed the higher risks of fire and burn.

Keywords : Lithium batteries, Explosion and fire risks, High temperature, Short circuit current, PCM

1. 서 론

IT기술의 발달과 더불어 쉽게 정보를 이용할 수 있는 스마트폰 및 노트북, 테블릿 PC 등의 휴대기기의 보급률 은 상상을 초월할 정도이며, 현재 우리나라 스마트폰 보 급률은 83.0%로 세계 4위의 수준으로 나타나고 있다

. 이와 같이 휴대기기의 증가는 전원공급원으로 사용되는 전지의 개발로 가능해 졌으며, 기존 일회성의 1차전지에 비해 장시간 재사용할 수 있는 고에너지 고밀도화된 2차 전지가 주목받고 있다. 이러한 2차전지 시장의 50% 이상 리튬배터리가 점유하고 있으며, 최근에는 리튬배터리의 기

술발달과 함께 고용량 고출력을 요하는 무선조정(remote control; RC) 장난감 및 드론(drone) 그리고 전기자동차 등의 에너지원으로도 사용되고 있어 그 소요가 급증하고 있는 추세이다

. 이에 따라 전원장치로 사용되는 리튬배 터리의 안전성 확보는 사용자에게 있어서 가장 기본적인 안전대책이지만, 리튬배터리 관련 폭발 및 화재 사고가 발생되어 언론을 통해 지속적으로 보도되고 있다. 초기 리튬배터리는 금속리튬을 사용하였는데 리튬의 경우 가 장 가벼운 금속원소로 화학적 반응이 상대적으로 크게 나 타나며, 공기 중에 노출 시 수분과 반응하여 발열을 하게 되는 특징이 있다. 이로 인한 안전성을 높이기 위해 리튬 이온을 사용하는 전지를 개발하였고, 현재 사용되고 있는

†

Corresponding Author, E-Mail: [email protected]

†

TEL: +82-41-540-5736, FAX: +82-41-540-5738

이 논문은 심상보의 학위논문을 바탕으로 재수정한 논문입니다.

성에 대한 문제가 대두되고 있지만, 지금까지 리튬배터리 사고원인의 대부분은 인증 받지 않은 저가형 중국산 리튬 배터리의 사용으로 인한 문제로 지적하고 있다. 즉, 인증 받은 제품의 경우 과충전, 과방전 등의 사고를 방지할 수 있는 보호회로(protection circuit module; PCM)를 내장 하고 있기 때문에 자체 안전성을 확보하고 있기 때문인 것으로 생각된다. 그러나 인증 받은 리튬배터리 제품도 사용상 부주의 및 사고 등에 의해 보호회로의 고장이 발 생할 경우 과충전 및 과방전에 의한 폭발 및 화재 위험성 이 나타날 수 있지만, 현재까지 리튬배터리의 위험성에 비해 다각적인 방면에서의 세부적인 연구는 미비한 편이 다. 기존 리튬배터리의 위험성에 대한 대부분의 연구들은 송곳과 같은 물리적 충격에 의한 내부단락에 따른 폭발 및 화재 위험성에 대한 연구가 대부분이었다

. 또한 단 락전류 인가 시 보호회로 유 · 무에 따른 온도상승으로 인한 열적특성만 관찰하였을 뿐

보호회로의 정상작동 여부에 따른 단락전류의 세부적인 연구가 미비하였고, 고 온환경 노출 시 폭발위험성에 대한 연구는 거의 이루어지 지 않았다.

따라서 본 논문은 고온 및 단락전류에 따른 리튬배터리 의 폭발 및 화재 위험성을 분석하고자 대표적인 리튬배터 리의 종류인 리튬폴리머배터리 및 리튬이온배터리를 각각 용량별로 실험시료로 선정하였고, 고온에 따른 폭발위험성 측정 및 단락전류 인가 시 보호회로의 정상작동 여부에 따 른 온도상승측정 실험을 실시하여 리튬배터리의 화재위험 성을 분석하고자 한다.

2. 실 험

2.1 실험시료

Figure 1 은 실험에 사용된 리튬배터리로써 현재 휴대폰, 노트북, 태블릿PC, 무선조정(remote control; RC) 장난감 등의 전원으로 가장 많이 사용되고 있는 리튬폴리머(Li- polymer)배터리(3종류)와 리튬이온(Li-ion)배터리(3종류) 를 각각 용량별로 10개씩 시료로 선정하였다. Figure 1에 서 보는 바와 같이 외형상 리튬폴리머배터리의 경우 얇은 알루미늄 필름으로 마감된 팩타입 구조이며, 리튬이온배터 리의 경우 알루미늄의 금속으로 마감된 단단한 캔타입 구 조로 되어있다

.

Table 1은 실험시료인 리튬배터리 사양을 나타낸 것으로 리튬폴리머배터리의 경우 시료번호에 “A”로 표시하였고, 리튬이온배터리의 경우 시료번호에 “B”로 표시하였다. 또 한, 리튬배터리 보호회로(PCM)의 정상작동 여부에 따른 폭발 및 화재 위험성을 측정하고자, 보호회로가 소손되지 않은 정상상태의 시료번호에 “-P”로 표기하였다. 실험 전 모든 시료는 KS C 8541(리튬2차 전지통칙)

과 KS C IEC 61960( 휴대기기용 리튬2차전지)

기준에 의거하여 완충전시켜 실험에 사용하였다.

2.2 고온에 따른 폭발위험성측정 실험

본 실험은 사용상 부주의로 인해 고온의 복사열을 방출

Table 1. Specification of Experiment Samples (Lithium Batteries) Battery Type Sample Mark Capacity

(mAh)

Nominal

Voltage Battery Type Sample Mark

Capacity (mAh)

Nominal Voltage

Li-Polymer

602030 A1 300

3.7 V Li-Ion

18650-22 B1 2,200

3.7 V

403040 A2 450

18650-26 B2 2,600

523236 A3 600

463946 A4 850

18650-30 B3 3,000 523455 A5 1,000

602030 A1-P 300 18650-22 B1-P 2,200

403040 A2-P 450

18650-26 B2-P 2,600 523236 A3-P 600

463946 A4-P 850

18650-30 B3-P 3,000 523455 A5-P 1,000

Figure 1. Photograph of experiment samples (lithium battery).

하는 전열기 및 전기기기, 전기장판 및 온돌바닥의 이불속, 고온의 밀폐환경 등에 리튬배터리가 장시간 노출될 경우 위험성을 분석하기 위해 다음과 같이 실험을 진행하였다.

UL 1642 (standard for lithium batteries)

및 KS C 8541 의 리튬배터리 가열시험기준에 의하면 초기온도 20 ± 5

C 에서 5 ± 2

C/min 속도로 130

C까지 가열한 후 130

C에 서 60분간 유지하였을 때 발화 및 폭발이 없다고 규정하고 있다. 하지만 본 연구에서는 고온 환경에 노출 시 온도에 따른 리튬배터리의 폭발위험성을 확인하고자 항온기(MC- 6, INTEC Co., Japan) 를 이용하여 초기온도 20 ± 5

C 에서 5 ± 2

C/m 속도로 가열하여 실험시료인 리튬 배터리가 폭 발할 때까지 측정하였다. Figure 1은 고온에 따른 리튬배터 리의 폭발위험성 측정실험의 구성도 및 사진을 나타낸 것 으로 항온기 내부에 피실험체인 리튬배터리를 위치하고, K-type 열전대를 리튬배터리 하부(TC1)와 실험 중 배터리 의 팽창을 고려하여 바닥으로부터 3 cm 상부(TC2)에 설치 한 후, 데이터수집장치(MV 100, Yokogawa Co., Japan)를 이용하여 리튬배터리의 온도변화를 측정하였다.

모든 실험은 10회 실시 후 폭발특성이 뚜렷하게 나타나 는 실험결과들을 대상으로 분석하였고, 고온에 따른 폭발 위험성 측정의 경우 사전실험을 통해 보호회로 정상작동 여부에 따라 차이가 나타나지 않는 것이 확인되어 보호회 로가 장착되지 않은 리튬배터리만을 대상으로 실험을 실 시하였다. 즉, 보호회로의 경우 과충전, 과전류 등 전기적 이상특성에 대해서는 보호역할을 하지만, 고온에 노출된 배터리 내부자체의 활성화에너지 반응을 막을 수 없기 때 문인 것으로 생각된다.

2.3 단락전류에 따른 온도상승측정 실험

본 실험은 사용상 부주의 및 기기고장 등에 의해 기기 내부단락이 발생된 상태를 가정하였고, 완충전된 리튬배터 리의 내부용량에서 발생되는 단락전류에 따른 위험성을 분석하기 위해 다음과 같이 실험을 진행하였다. Figure 3 은 단락전류에 따른 온도상승측정 실험의 구성도를 나타 낸 것으로 실험시료인 리튬배터리를 이용하여 단락회로를 구성하고 600 s 동안 단락전류를 인가하였다. 이때, 전류 프로브(CP150, Lecory Co., USA)와 오실로스코프(Wave

surfer 64Xs-A, Lecroy Co., USA) 를 사용하여 리튬배터리 용량별 단락전류의 크기를 측정하였고, 단락전류 인가에 따른 리튬배터리의 온도상승을 열화상카메라(testo 890, Testo Co., Germany)를 이용하여 관찰하였다. 또한, 사용 상 부주의 및 충격 등에 의해 보호회로(PCM) 부품이 소손 된 이상상태를 가정하여 보호회로의 정상작동 여부에 따 른 단락전류 및 온도상승을 추가적으로 확인하였다.

3. 실험결과 및 고찰

3.1 고온에 따른 폭발위험성측정 실험결과

Figure 4 는 고온에 따른 리튬폴리머배터리의 폭발위험성 측정 실험결과를 나타낸 것이다. A1 시료의 경우 실험시작 2,114 s 에 TC1(하부) 167.9

C, TC2(상부) 218.4

C 의 온도 에서, A2 시료의 경우 실험시작 2,168 s에 TC1 168.8

C, TC2 215.9

C 의 온도에서, A3 시료의 경우 실험시작 2,346 s 에 TC1 169.4

C, TC2 214.0

C 의 온도에서, A4 시료의 경우 실험시작 2,800 s에 TC1 170.1

C, TC2 219.8

C 의 온 도에서, A5 시료의 경우 실험시작 3,244 s에 TC1 171.1

C, TC2 215.4

C 의 온도에서 폭발이 일어났다. 실험결과 리 튬폴리머배터리의 경우 용량 증가에 따라 배터리 하부지 점(TC1)의 폭발온도가 약간 증가하는 특성이 있었으나, 전반적인 폭발온도는 용량에 관계없이 비슷하게 나타났다.

또한, 폭발시간의 차이는 배터리 용량에 따른 표면적(크기) 차이 및 그에 따른 열팽창률차이 등으로 볼 수 있지만, 폭 발온도가 유사한 점으로 보아 항온기 내부의 온도상승률 에 의한 차이도 영향을 미친 것으로 생각된다.

Figure 5 는 리튬폴리머배터리의 실험결과 사진을 나타낸 것으로 리튬폴리머배터리의 경우 약 130

C 의 온도에서 팽창현상(부풀음)이 일어났으며, 폭발이 발생하기 전 접합 강도가 가장 취약한 전극부에서 전해질의 소량방출을 시 작으로 하부온도가 평균 약 170

C 에 이르렀을 때, 폭발과 함께 불꽃방출이 일어났고, 이와 동시에 급격한 내부온도 Figure 2. Experiment of explosion hazard measurement due

to high temperature.

Figure 3. Experiment of temperature rise measurement due

to short circuit current.

Figure 4. Experiment results of explosion hazard measurement due to high temperature (Li-polymer).

Figure 5. Photograph of experiment results of Li-polymer.

상승으로 배터리의 적열과 함께 화염에 노출되는 특징이 나타났다.

Figure 6은 고온에 따른 리튬이온배터리의 폭발위험성측 정 실험결과를 나타낸 것이다. B1 시료의 경우 실험시작 3,992 s 에 TC1(하부) 177.2

C, TC2( 상부) 200.2

C 의 온 도에서, B2 시료의 경우 실험시작 3,810 s에 TC1 185.2

C, TC2 200.3

C 의 온도에서, B3 시료의 경우 실험시작 3,002 s 에 TC1 197.0

C, TC2 200.5

C 의 온도에서 폭발이 일어 났다. 실험결과 리튬이온배터리의 경우 용량 증가에 따라

배터리 하부지점(TC1)의 폭발온도가 더 높게 나타났는데, 이는 리튬이온배터리의 경우 용량에 따라 배터리의 표면 적크기에 차이가 나타나는 것이 아니라, 동일한 규격을 사 용하고 있기 때문이다. 즉, 상부지점(TC2)의 온도가 유사 함에도 불구하고 하부지점인 TC1의 온도가 최대 20

C 정 도 차이가 나타나는 것은 동일한 규격의 배터리내부에서 용량이 클수록 활성화 에너지가 크기 때문에 폭발온도가 더 높게 나타나는 것으로 판단된다. 또한, 폭발시간의 차 이는 배터리 용량에 따른 활성화 에너지의 차이로 볼 수 Figure 6. Experiment results of explosion hazard measurement due to high temperature (Li-ion).

Figure 7. Photograph of experiment results of Li-ion.

187

C 에 이르렀을 때 전해질의 급격한 기화로 인한 배터 리의 내부압력증가로 접합강도가 가장 취약한 양(+)극 부 분에서 전해액의 급격한 방출과 동시에 폭발이 발생하면 서, 불꽃방출이 일어났다. 이때, 폭발압력에 의해 배터리가 설치된 지점에서 강하게 이탈되면서 불꽃이 비산되는 특 징이 나타났는데 이로 인해 측정부위를 벋어난 리튬이온 배터리의 경우 폭발직후 온도가 리튬폴리머배터리보다 낮 게 측정되었다.

까지 상승하였다가, 7.3 A까지 급격히 하강한 후 다시 9.7 A 까지 2차 상승한 다음 감소되는 추세가 나타났고, 이때 최 고온도는 109.8

C 까지 측정되었다. A3 시료의 경우 단락 전류가 최대 49.8 A까지 상승하였다가, 8.2 A까지 급격히 하강한 후 다시 10.3 A까지 2차 상승한 다음 감소되는 추 세가 나타났고, 이때 최고온도는 118.1

C 까지 측정되었다.

A4 시료의 경우 단락전류가 최대 60.1 A까지 상승하였다 가, 10.3 A까지 급격히 하강한 후 다시 14.4 A까지 2차 상

Figure 8. Experiment results of temperature rise measurement due to short circuit current (Li-polymer).

승한 다음 감소되는 추세가 나타났고, 이때 최고온도는 118.0

C까지 측정되었다. A5 시료의 경우 단락전류가 최 대 70.6 A까지 상승하였다가, 12.7 A까지 급격히 하강한 후 다시 17.8 A까지 2차 상승한 다음 감소되는 추세가 나 타났고, 이때 최고온도는 108.0

C 까지 측정되었다.

실험결과 보호회로가 이상상태인 리튬폴리머배터리의 경우 단락전류에 의해 평균 115.7

C 까지 온도가 상승하였 고, 용량에 따라 최대단락전류가 증가되는 특성이 나타났 다. 대부분의 시료에서 단락전류에 의한 온도상승으로 내 부온도 약 110

C 를 기점으로 배터리 부풀음 현상이 발생 하였고, 접합강도가 가장 약한 부분이 터지면 전해액이 방 출되는 현상을 관찰할 수 있었다. 또한, 단락전류로 인해 발생되는 고열은 주변의 착화되기 쉬운 가연물과 반응할 경우 화재 위험성이 높게 나타날 것으로 생각된다.

Figure 9 는 보호회로가 이상상태인 리튬이온배터리의 단 락전류에 따른 온도상승측정 실험결과를 나타낸 것이다.

B1 시료의 경우 단락전류가 최대 34.7 A까지 상승하였다 가, 1.1 A까지 급격히 하강한 후 일정하게 전류가 유지되 는 추세가 나타났고, 이때 최고온도는 78.9

C 까지 측정되 었다. B2 시료의 경우 단락전류가 최대 63.6 A까지 상승 하였다가, 1.3 A까지 급격히 하강한 후 일정하게 전류가 유지되는 추세가 나타났고, 이때 최고온도는 79.6

C 까지 측정되었다. B3 시료의 경우 단락전류가 최대 68.1 A까지 상승하였다가, 1.3 A까지 급격히 하강한 후 일정하게 전류 가 유지되는 추세가 나타났고, 이때 최고온도는 83.1

C 까지 측정되었다.

실험결과 보호회로가 이상상태인 리튬이온배터리의 경우 용량에 따라 최대단락전류 및 최고온도가 상승되는 특성이 나타났지만, 캔타입 구조상 리튬폴리머와 같은 외형적인

변화는 관찰되지 않았다. 또한, 최고온도가 평균 80.5

C 로 보호회로가 장착되지 않은 리튬폴리머배터리보다 낮게 측 정되었지만 이는 리튬이온배터리 양극부에는 안전장치인 positive temperature coefficient (PTC) 서미스터가 자체 내장되어 있어, 단락전류 인가 시 PTC 서미스터의 저항값 이 급격히 증가하여 과전류를 제한하기 때문에 온도상승 이 줄어든 것으로 생각된다

. 이로 인해 Figure 9(b)와 같이 저항값이 급격히 증가된 양극부가 줄열(H = 0.24I

RT [cal]) 에 의한 온도상승으로 음극보다 온도가 상대적으로 높게 나타나는 것으로 관찰된 것으로 판단된다. 또한, 실 험에서 측정된 최고온도의 경우 휴대기기내의 전선의 피 복의 용융 및 인체에 화상 등을 입힐 수 있는 위험성이 나 타날 가능성이 있는 것으로 생각된다.

Figure 10은 보호회로가 정상상태인 리튬폴리머배터리 및 리튬이온배터리의 단락전류에 따른 온도상승측정 실험 결과를 나타낸 것이다. A1-P 시료의 경우 순간 최대단락 전류가 17.8 A, A2-P 시료의 경우 순간 최대단락전류가 22.0 A, A3-P 시료의 경우 순간 최대단락전류가 24.9 A, A4-P 시료의 경우 순간 최대단락전류가 28.8 A, A5-P 시 료의 경우 순간 최대단락전류가 31.6 A까지 상승하였지만, 즉시 보호회로의 정상작동에 의해 과전류가 차단되는 것 을 확인할 수 있었다. 또한, B1-P 시료의 경우 순간단락전 류가 최대 19.1 A, B2-P 시료의 경우 순간단락전류가 최 대 34.5 A, B3-P 시료의 경우 순간단락전류가 최대 34.8 A 까지 상승하였지만, 즉시 보호회로의 정상작동에 의해 순 간적인 과전류 차단되는 것을 확인할 수 있었다.

실험결과 보호회로의 정상작동 여부에 따라 Table 2에 서 보는 바와 같이 순간 최대단락전류가 평균 48.0% 정도 감소되는 것으로 측정되었고, 보호회로의 정상작동으로 인

Figure 9. Experiment results of temperature rise measurement due to short circuit current (Li-ion).

해 순간적으로 흐르는 과전류 및 과전류의 발생시간을 지 속적으로 제한하기 때문에 전기화재의 기본 메커니즘인 줄열에 의한 온도상승을 방지하여 리튬배터리 자체의 온 도상승이 나타나지 않았다. 이로 인해 열화상카메라를 통 한 육안(주변이미지와 구분 안 됨) 관찰이 어려워 열화상 이미지는 본 논문에서 제외하였다.

4. 결 론

본 논문은 리튬배터리의 고온 및 단락전류에 따른 폭발 및 화재 위험성을 측정해 본 결과 다음과 같은 결론을 도

출하였다.

1. 고온에 따른 폭발위험성측정 실험결과 리튬폴리머배 터리의 경우 연한 팩타입의 구조로 약 130

C 에서 부풀음 현상이 나타났으며, 폭발이 발생하기 전 접합강도가 가장 취약한 부위에서 전해액의 방출되면서 평균 170

C 에서 폭발이 일어났고, 이와 동시에 급격한 내부온도상승으로 배터리의 적열과 함께 화염에 노출되는 것으로 나타났다.

반면, 리튬이온배터리의 경우 리튬폴리머배터리보다 고온 인 평균 187

C 에서 폭발이 일어났으며, 단단한 캔타입의 구조로 되어 있어 내부폭발압력이 상대적으로 크게 나타 나면서 불꽃을 방출하며 설치지점을 강하게 이탈하는 것 Figure 10. Experiment results of temperature rise measurement due to short circuit current (with PCM).

Table 2. Reduction Rate of Maximum Short Circuit Current

Sample Mark Max. Short Circuit Current Sample Mark Max. Short Circuit Current Reduction Rate

A1 30.7 A A1-P 17.8 A 42.0% (−12.9 A)

A2 40.1 A A2-P 22.0 A 45.1% ( −18.1 A)

A3 49.8 A A3-P 24.9 A 50.0% (−24.9 A)

A4 60.1 A A4-P 28.8 A 52.1% ( −31.3 A)

A5 70.6 A A5-P 31.6 A 55.2% (−39.0 A)

B1 34.7 A B1-P 19.1 A 45.0% ( −15.6 A)

B2 63.6 A B2-P 34.5 A 45.8% (−29.1 A)

B3 68.1 A B3-P 34.8 A 48.9% ( −33.3 A)

으로 나타났다.

2. 단락전류에 따른 온도상승측정 실험결과 보호회로의 정상작동 여부에 따라 단락전류 및 온도상승에 차이가 나 타나는 것을 확인할 수 있었다. 본 실험조건 하에서는 보 호회로가 이상상태인 리튬폴리머배터리의 경우 최고온도 가 평균 115.7

C 까지 상승하였고, 단락전류는 최대 70.6 A ( 용량 1,000 mAh)까지 측정되었다. 또한, 보호회로가 이상 상태인 리튬이온배터리의 경우 최고온도가 평균 80.5

C 까 지 상승하였고, 단락전류는 최대 68.1 A(용량 3,000 mAh) 까지 측정되었다. 반면, 보호회로가 정상상태인 경우 순간 최대단락전류가 평균 48.0% 정도 감소되는 것으로 나타났 으며, 단락전류를 발생을 순간적, 지속적으로 차단하여 전 기화재의 대표적인 원인인 줄열(H = 0.24I

RT [cal]) 에 의 한 온도상승을 급격히 제한하여 리튬폴리머배터리 및 리 튬이온배터리의 온도상승이 나타나지 않았다.

따라서 리튬배터리의 위험성을 최소화하기 위해서는 고 온의 환경에 장시간 노출 및 보호회로의 이상상태가 발생 하지 않도록 사용상 각별한 주위가 필요할 것으로 생각된 다. 즉, 사용상 부주의 등에 의해 고온의 복사열을 방출하 는 전열기 및 전기기기, 고온의 밀폐환경 등에 리튬배터리 가 장시간 고온에 노출 시 최악의 조건에서 폭발가능성이 나타날 수 있으며, 리튬배터리의 안전장치인 보호회로 부 품 손상에 등에 의한 고장 시 단락전류를 차단할 수 없기 때문에 과방전에 의한 온도상승으로 화재 및 화상의 위험 성이 나타날 수 있다. 이와 더불어 폭발성가스가 존재하는 지역에서의 휴대기기 사용 있어서 리튬배터리의 보호회로 고장 시 단락전류에 의한 온도상승에 의한 발화가능성도 배제할 수 없기 때문에 배터리 사용제품에 각별한 주의가 필요할 것으로 판단된다.

끝으로 사용상의 부주의 및 이상상태에 따른 리튬배터 리의 폭발 및 화재 위험성을 최소화하기 위해서는 추가적 으로 보호회로 및 안전장치 강화가 더욱 필요할 것으로 생 각되며, 본 논문의 결과는 향후 리튬배터리의 화재위험성 분석 시 기초자료로 활용되고자 한다.

References

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