리튬 이온 배터리 위험: FM, 최초의 포괄적 지침 발표

https://www.fm.com/insights/lithium-ion-battery-hazards-fm-releases-first-ever-comprehensive-guidance

 

 

 

 

Lithium-ion battery hazards FM releases first-ever comprehensive guidance

 

게시일 • 2024년 12월 13일

리튬 이온 배터리는 어디에나 있습니다. 이제 배터리 보관 및 제조에 대한 지침이 마련되었습니다.

 

이 글을 읽고 계시는 분들은 리튬 이온 배터리의 도움을 받고 계실 가능성이 높습니다. 휴대폰, 노트북, 태블릿에 전원을 공급하는 배터리입니다. 데스크톱 컴퓨터를 사용하는 분이라도 스마트워치, 디지털 카메라, 로봇 청소기 등 다양한 기기가 여러분을 둘러싸고 있습니다. 전동 칫솔처럼 작은 기기부터 전기 자동차처럼 큰 기기까지, 리튬 이온 배터리는 어디에나 있습니다.

 

최근 몇 년 동안 리튬 이온 배터리 화재는 뉴스에 자주 등장했습니다. 배터리가 발화하거나 폭발하거나, 아니면 둘 다 발생하는 경우가 많았습니다. 특히 이러한 배터리가 널리 보급되어 있다는 점을 고려하면 이러한 사고는 매우 드뭅니다. 하지만 리튬 이온 배터리 화재는 글로벌 기업들이 직면한 새로운 회복탄력성 과제로 남아 있습니다.

 

상업용 부동산 보험사 FM은 이러한 과제를 해결하기 위해 노력하고 있습니다. FM은 지난 10월, 리튬 이온 배터리 제조 및 보관에 대한 최초의 손실 방지 가이드(또는 데이터 시트)를 발표했습니다. 수년간 친환경 에너지 솔루션 도입이 리튬 이온 배터리 도입을 급증시켰음에도 불구하고, 업계에는 포괄적인 화재 방지 기준이 부족했습니다.

이제 그것들이 있습니다.

 

FM의 수석 엔지니어링 전문가이자 데이터 시트 개발을 주도한 스테파니 토마스는 "뉴스에서 본 것처럼 가스가 매우 위험하고 항상 불이 붙어 폭발한다는 인식이 퍼져 있습니다."라고 말했습니다. "하지만 가스를 항상 휴대하고 다닌다는 사실은 간과되고 있습니다. … 위험의 빈도에 대한 큰 오해가 있고, 가스에 대한 최선의 대처 방법에 대한 정보도 부족합니다."

 

새로 발표된 이 데이터 시트는 엄격한 엔지니어링과 연구를 통해 이러한 문제점을 해결합니다. 로드아일랜드주 웨스트 글로스터와 매사추세츠주 노우드에 있는 FM 연구 시설에서 수년간 진행된 테스트와 제조업체, 사용자 및 기타 전문가들의 의견을 바탕으로 작성되었습니다. FM 연구원들은 실제 환경을 재현하기 위해 팔레트 단위의 리튬 이온 배터리에 불을 붙였습니다. 또한, 더 기본적인 수준에서 물리적 현상을 이해하기 위한 소규모 테스트도 병행했습니다.

그 모든 작업은 FM이 다른 사람들이 보지 못하는 것을 볼 수 있도록 돕기 위해 이루어졌습니다.

 

FM의 수석 연구 엔지니어이자 데이터 시트 개발을 위한 연구를 이끈 벤저민 디치는 "보호할 수 없다는 것은 아닙니다."라고 말했습니다. "단지 위험을 제대로 이해하고 있는지 확인해야 합니다."

 

예를 들어, FM이 바로 그러한 일을 하는 데 도움이 된 테스트 중 하나를 소개합니다.

 

FM의 데이터시트는 무료로 제공되며, 베일드 광섬유 저장 장치부터 데이터 센터에 이르기까지 거의 200년에 걸친 재산 손실 경험, 연구 및 엔지니어링 결과를 담고 있습니다. 전체 데이터시트(FM 손실 방지 데이터시트 7-112, 리튬 이온 배터리 제조 및 저장)는 FM 온라인 데이터베이스 에서 확인하실 수 있습니다 . 리튬 이온 배터리에 대한 자세한 내용은 다음과 같습니다.

 

리튬 이온 배터리와 열 폭주

 

리튬 이온 배터리에 대해 조금이라도 알고 있다면, 그 작은 지식은 아마도 열 폭주에 대한 것일 겁니다.

열 폭주는 배터리 셀에 단락이 발생하는 현상입니다. 이 단락으로 인해 화학 반응이 발생하여 가스가 방출되고, 이는 화재나 폭발로 이어질 수 있습니다. 일단 시작되면 막을 수 없습니다. 대신, 문제가 있는 배터리를 제거하거나 물로 식혀서 다른 셀로 열이 퍼지는 것을 방지할 수 있습니다.

 

그렇다면 배터리는 왜 처음부터 열 폭주를 일으키는 것일까요?

 

일반적으로 문제가 발생하는 배터리는 떨어뜨리거나, 과충전되거나, 구멍이 나거나, 심지어 물린 등 "남용"된 배터리입니다. (네, 개와 사람이 모두 저지른 일입니다.) 어떤 경우에는 제조상의 결함이 남용의 원인이 되기도 합니다. 또 어떤 경우에는 한 배터리에서 발생한 화재가 남용의 원인이 되고, 다른 배터리에서는 열 폭주가 발생하기도 합니다.

"모든 사람의 휴대폰, 모든 사람의 노트북, 대부분은 전혀 문제가 없습니다."라고 토마스는 말했다. "우리가 접하는 사람들은 어떤 식으로든 남용되었을 가능성이 높습니다."

 

리튬이온 배터리 저장 및 스프링클러

 

리튬 이온 배터리로 작동하는 제품이 다양한 모양과 크기로 판매되는 것처럼, 이를 제조하고 보관하는 방법도 다양합니다.

 

창고에 전동 공구가 잔뜩 쌓여 있을 수도 있습니다. 각 전동 공구에는 30%까지 충전된 리튬 이온 배터리가 장착되어 있습니다. 배터리는 전동 공구의 플라스틱 케이스 안에 들어 있으며, 이 케이스는 제품 포장 상자 안에 들어 있습니다.

종합적으로 볼 때, 이는 상대적으로 낮은 위험입니다. 충전량이 낮다는 것은 배터리가 열 폭주할 가능성이 낮다는 것을 의미합니다. 설령 화재가 발생하더라도, 포장재 화재로 인해 스프링클러가 작동하여 화재를 신속하게 진압하고 인접한 배터리에 영향을 미치지 않을 수 있습니다.

 

반면, 셀, 모듈 또는 배터리 자체를 대량으로 보관하는 것은 또 다른 어려움을 야기합니다. 배터리를 보관할 때, 데이터시트는 충전 상태, 천장 높이, 보관 높이, 그리고 물론 포장재에 따라 보호 옵션을 권장합니다. 배터리가 상자에 담겨 있지 않으면 화재 발생 시 더 많은 배터리가 영향을 받을 것으로 예상됩니다. 따라서 배터리의 전반적인 영향을 제한하기 위해 더욱 강력한 보호가 필요합니다. 예를 들어, 보관 높이를 낮추거나 랙 내부에 스프링클러를 설치하는 것이 좋습니다.

 

정확한 구성에 관계없이, 권장 사항은 엄격한 테스트를 통해 뒷받침됩니다. 고객은 보호 조치를 구현할 때 이러한 존중받고 공식적으로 문서화된 접근 방식을 활용할 수 있습니다.

디치는 "데이터 시트가 개발되는 방식 때문에 많은 신뢰를 얻게 됩니다."라고 말했습니다.

 

리튬 이온 배터리 안전에 대한 협력 확대

 

데이터 시트는 협업의 결과입니다. 토마스와 그녀의 팀이 개발했고, 디치가 이끄는 팀의 연구 지원과 리튬 이온 배터리를 만드는 회사, 다른 제품에 리튬 이온 배터리를 사용하는 회사, 심지어 스프링클러 제조업체의 의견도 반영되었습니다.

하지만 여기서 끝이 아닙니다. 빠르게 발전하는 이 기술에 대한 더 많은 연구와 엔지니어링이 진행됨에 따라 데이터 시트는 이미 개정 중입니다. 위험이 커지고 변화함에 따라 FM 전문가들이 그 과정에 함께할 것입니다.