전기자전거 배터리 장마철 보관 및 관리, 리튬이온배터리 화재

최근 있었던 화성 리튬배터리 공장 화재 사건으로 전기자전거의 리튬이온배터리도 문제가 있는게 아닌지 걱정이 되었다. 게다가 장마철이 다가와 빗물에 노출되기 쉽고 습도도 높아지는게 불안했다. 집에 보관한다고 해도 전기자전거의 배터리를 분리해서 따로 보관해야할 것만 같아 리튬이온배터리에 대해서 좀 자세히 알아보았다.

 

리튬이온배터리

이번에 화재가 난 공장은 재충전이 되지 않는 1차전지 리튬배터리이다. 전기자전거나 전기자동차 등에 쓰이는 배터리는 2차전지인 리튬이온배터리인데, 1차전지와 마찬가지로 외부충격과 온도와 습도에 취약하고 화재가 날 경우 일반적인 분말소화기나 물로 진압이 안된다.

 

1차전지와 2차전지 비교

1. 재사용 가능 여부   - 1차전지 : 전력이 고갈되면 폐기해야 하는 일회용 전지   - 2차전지 : 충전하여 반복적으로 사용할 수 있는 충전식 전지   2. 대표적인 종류   - 1차전지 : 알칼리전지, 망간전지 등   - 2차전지 : 리튬이온전지, 니켈수소전지 등   3. 구조와 작동 원리   - 1차전지 : 단순한 구조로 화학 반응을 통해 전기 생산   - 2차전지 : 양극, 음극, 전해액, 분리막으로 구성되어 충방전 과정을 통해 작동   4. 용도   - 1차전지 : 리모컨, 시계, 장난감 등 전력 소모가 적은 기기에 사용   - 2차전지 : 휴대폰, 노트북, 전기차, 전기자전거 등 전력 소모가 큰 기기에 사용   5. 에너지 밀도   - 2차전지는 1차전지에 비해 에너지 밀도가 높아 더 오래 사용할 수 있다.

 

리튬이온배터리의 화재 위험성

리튬이온배터리는 높은 에너지밀도로 인해 화재와 폭발의 위험성이 크다고 알려져 있고, 리튬이온배터리 내부에서 발생하는 열폭주 현상으로 인해 산소 없이도 화재가 발생할 수 있다.

화재 발생 시 수소가스가 다량 발생하여 폭발 위험이 크고, 한번 불이 붙으면 진화하기 어려워 최대한 격리 보관해야 한다고 강조되고 있다.

 

리튬이온배터리 화재의 원인

리튬이온배터리 내부의 분리막이 손상되면 양극과 음극이 단락되어 화재가 발생할 수 있다.

배터리 단자 사이에 물이 생성되면 수소가스가 발생하여 폭발로 이어질 수 있다.

과충전, 과방전, 과열 등의 상황에서도 화재 위험이 높아진다.

 

리튬이온배터리 화재 예방 및 보관 방법

배터리 상태를 정기적으로 점검하고 과열 징조가 있다면 즉시 사용을 중단해야 한다.

배터리 단락을 방지하기 위해 금속 물체와의 접촉을 피해야 한다.

배터리는 5°C~20°C의 온도, 상대습도 약 50%의 건조한 환경에서 보관하는 것이 좋다.

배터리 충전 상태는 40~50% 정도로 유지하는 것이 가장 안전하다.

 

장마철 전기자전거 보관의 중요성

전기자전거에는 리튬이온배터리가 장착되어 있어 물과 습기에 노출되면 화재 및 폭발의 위험이 있다.

또한, 장마철에는 비로 인해 도로가 미끄러워 비가 소강 상태일지라도 속도가 높은 전기자전거는 일반 자전거에 비해 훨씬 더 안전 운전에 어려움이 있을 수 있어 보관해 두는 것이 좋다.

아파트에 실내 보관중인 전기자전거 및 배터리 분리보관

전기자전거 안전 보관 방법

장마철에는 가능하면 실내에 보관하는 것이 가장 좋다.

실내 보관이 어렵다면 방수커버를 사용해 비와 습기로부터 보호해야 한다.

장기 보관 전 자전거를 청소하고 정기적인 점검과 유지보수를 해야 한다.

사용하지 않을 때 배터리 충전 상태는 40~50% 정도로 유지하는 것이 좋다.

완충 상태로 장기 보관하면 배터리 수명이 단축될 수 있기 때문이다.

 

전기자전거 리튬이온배터리의 특성과 위험성

전기자전거에 사용되는 리튬이온배터리는 에너지 밀도가 높아 전기자전거 뿐만 아니라 전기차 등 다양한 제품에 널리 사용되고 있다.

다양하게 사용되는 반면 온도가 높아지거나 물에 노출되면 내부 화학 반응으로 인해 가스가 발생하여 폭발 및 화재 위험이 있다. 특히 전기차와 ESS(에너지저장장치) 화재 시 맹독성 불산이 다량 발생하는 것으로 나타나 복합재난의 위험이 있다. 

리튬과 같은 가연성 금속이 원인인 '금속 화재'는 백색 섬광이 발생하는 것이 특징인데 화재가 진압된 것처럼 보여도 1,000도 이상의 고열을 내며 폭발적으로 반응해 매우 위험하다. 일반 차량에 비해 전기자동차 화재가 끄기 어려운 것도 리튬 2차전지가 대량으로 사용되기 때문이다.

 

최근 기사에서 뉴욕 아파트에 화재 위험때문에 전기자전거를 보관하는 것을 금지한다는 기사도 눈에 띄었다. 

https://www.donga.com/news/Inter/article/all/20240625/125611239/1

뉴욕 아파트들 리튬배터리 전기자전거 보관 금지…작년에만 ‘리튬화재’ 267건

 

 

최근 화성에서 있었던 대형 화재 사고와 장마기간이 시작됨에 따라 전기자전거의 리튬이온배터리가 걱정되어 위험성에 대해 살펴보았다. 리튬이온배터리는 화재 및 폭발 위험이 매우 높은 편이므로 안전한 보관과 관리가 필수적이라고 생각된다. 배터리 상태를 주기적으로 점검하고 과열 징조가 있다면 즉시 대응하는 것이 중요할 것이다.