승객이 소지한 고용량 리튬이온 보조배터리가 운행 중인 열차 객실 내에서 열폭주(Thermal Runaway) 현상을 일으키며 전소되는 사고가 발생했다. 밀폐된 대중교통 내 배터리 화재의 파괴력을 여실히 보여준 이번 사건으로, 모바일 기기 전력원의 안전성 기준과 운송 규제 강화 논의가 급물살을 타고 있다.
달리던 열차 내 보조배터리 발화, 왜 위험한가?
최근 보도된 열차 내 보조배터리 화재에 따르면, 한 승객의 가방에서 시작된 연기가 순식간에 거센 불꽃으로 번졌다. 다행히 신속한 대처로 대형 인명 피해는 막았으나, 밀폐된 객실 특성상 유독가스와 고열로 인해 자칫 대형 참사로 이어질 수 있는 아찔한 순간이었다. 스마트폰, 노트북 등 휴대용 전자기기 사용이 늘면서 고용량 보조배터리는 일상 필수품이 됐다. 그러나 에너지를 고밀도로 압축한 기기인 만큼, 결함이 발생할 경우 소형 폭탄과 같은 위험성을 지닌다.
특히 비용 절감을 위해 안전 인증을 거치지 않은 저가형 해외 직구 배터리 유입이 증가하고 있는 것도 위험도를 높이는 요인이다. 가격 경쟁력에 밀려 BMS(배터리 관리 시스템) 같은 필수 안전장치가 누락된 제품들이 무방비로 대중교통에 반입되고 있는 셈이다.
보조배터리 화재 원인은?
리튬이온 배터리가 불을 뿜는 핵심 기제는 '열폭주' 현상이다. 배터리 내부는 양극재와 음극재, 그리고 이 둘의 직접 접촉을 막는 얇은 분리막(Separator)으로 구성된다. 외부 충격, 과충전, 또는 제조 과정의 미세한 불량으로 인해 이 분리막이 손상되면 양극과 음극이 만나 단락(합선)이 발생한다.
단락이 발생하는 순간 내부 온도는 불과 수 초 만에 섭씨 800도 이상으로 치솟는다. 열이 주변 셀로 연쇄적으로 전달되며 가스가 발생하고, 팽창을 견디지 못한 외부 하우징이 터지면서 산소와 결합해 격렬한 화재로 이어진다. 상당히 이례적인 외부 환경이 아니더라도, 짐이 가득 찬 가방 속에서 열쇠 등 금속 물질과 강하게 부딪히거나 지속적인 압력을 받는 것만으로도 내부 미세 단락이 촉발될 수 있다.
보조배터리 화재 진압 방법은?
일단 열폭주가 시작된 리튬이온 배터리는 일반적인 분말 소화기로 끄기 매우 어렵다. 배터리 내부의 화학 반응 자체가 산소와 가연성 가스를 지속적으로 생성하기 때문에, 겉불을 꺼도 내부 온도가 낮아지지 않으면 끊임없이 재발화한다.
