본문 바로가기

노트북/노트북 기초

리튬이온 배터리의 성능과 위험성

LG노트북 배터리 폭발 사건이 꽤 떠들썩 했죠.
사실, 국내에선 처음있는 노트북 배터리 폭발사건이었고, 더군다나 폭발하는 모습이 생생히 동영상으로 담겨 더욱 충격적이었습니다.
일단 동영상속 폭발은 배터리내부 용액과 소화기 분말이 반응하여 폭발한것같다는 보고가 있었습니다.
그사건이 아직 식지도 않을시점에 LG노트북 배터리 화재사건이 또 일어나고 이번에는 삼성노트북 배터리마저 일을 내버렸습니다.

잊으려하면 터지고, 잊으려하면 터지는 배터리폭발사건,
그 중심에는 이미 거의 모든 가전제품에 들어가는 '리튬이온' 전지가 있습니다.
좀더 거슬러 올라가서 델노트북사건때는 소니(Sony)가 그일로 인해 노트북 배터리를 전량 리콜하는 초유의 사태가 벌어졌죠.. (약 5000억엔을 쏟아부었다죠)
그만큼 리튬이온 배터리는 위험한 것입니다. 사실 제조사에서도 안정장치를 해야하고
사용자들도 세심한 주의를 해야합니다.
소니가 누구입니까. 세계 가전제품 최고의 회사이며 리튬이온 전지를 최초로 생산한 회사입니다. 이런 회사에서 만든 전지가 폭팔을 하는데 다른 제품은 안심할수 없습니다.

리튬이온 전지
리튬이온 전지는 이온상태의 리튬을 이용하여 전류를 만들어내는 2차전지 입니다.
기존의 Ni-Cd,Ni-Mh전지에 비해 단가는 비싸지만 2,3배가 넘는 사용시간과 무게로 인해
가장많이 사용되어지고 있는 2차전지 입니다.
리튬이온 전지에는 이온상태의 리튬이 들어있습니다.
리튬이온전지의 양극(+)는 전이금속산화물이란 물질로 이루어져있고 음극은 탄소로 이루어진 물질입니다. 배터리는 전해용액으로 채워져있고 두 극이 접촉되는것을 막는 분리막(리튬이온만 이동할수 있슴)으로 구성되어있습니다.
동작은 리튬이온이 두극사이를 이동하면서 그로인해 전자가 이동하여 충/방전되는 원리입니다.
사용자 삽입 이미지

알려진 바와 같이 리튬은 아주 불안정한 물질입니다. 공기중의 극소량의 수분과 반응하여 발열합니다. 하지만 배터리는 꽤 안정적으로 만들어져 왠만한 사용으로 폭발하거나 하는 일은 없도록 만들어 져 있습니다. 하지만 리튬이온전지는 열과 충격에 약합니다.

만약 큰 충격으로 배터리가 깨어지고 내부용액이 흘러나와 물과 만난다면 폭발할 수 있습니다. 그리고 리튬이온 전지는 과충전/방전을 조심해야합니다.
물론 과충전/방전을 방지하기위해 리튬이온 전지에는 반드시 보호회로가 탑재되어있어 막아줍니다만 보호회로가 오작동하거나 다른 원인에 의해 과충/방전될시에는 배터리가 폭발할수 있습니다.

그에대한 자료가 있습니다.

과충전 충전시 충전전압은 전지의 종류 메이커등에 의해 4.1V와 4.2V의 2종류가 있습니다. 4.1V의 것은 4.2V그리고 충전하면 위험해서 4.1V를 넘지 않게 합니다. 이러한 전압을 넘어 충전하면, 리튬이 이온상태로 존재할수 없게 되어, 금속으로서 석출을 시작해 높은 전위를 가진 리튬 금속의 결정이 정부극하의 사이에 쇼트를 일으겨, 열폭주가 발생, 폭발합니다.

과방전 통상 사용해 2.0-2.5V이하에 전압이 내린 전지를 충전하면 전지 내부에서 동전극이 용출, 덴드라이트(용 낸 금속이 재결정화하고 친상 등에되어)가 되어 정부극간에 내부 쇼트, 발열, 발화, 경우에 따라서는 폭발에 도달하는위험성이 매우 커집니다.

사용자 삽입 이미지

이번 배터리 폭발 사건은 다양한 원인분석이 나오고 있습니다. 기자가 노트북을 절전모드로 해놓고 가방에 넣었는데 이 절전모드가 풀려 정상작동되었고 환기가 안되는 가방속에서 노트북은 점점뜨거워져 배터리에 손상을 주었을 수도 있습니다.
만일 이런경우에도 노트북에는 온도감지센서가 있어 자동전원을 차단해줍니다.
온도센서가 고장이 났을수도 있지만 말이죠.
이번사건은 꽤나 다양한 요소가 원인이 되었을것 같습니다.
어쨋든 각 제조사는 이번사건에 대해 그리 간단히 넘길수는 없을거 같습니다.
지난번 델노트북 사건때처럼 배터리 전량 리콜이라는 초유의 사태가 벌어질수도 있겠죠.

저도 모델은 다르지만 동일 제조사의 노트북을 4년에 걸쳐 2대를 사용해온지라
해당 소식에 많은 주의를 기울이고 있습니다.

리튬이온 전지라는것이 위험요소를 포함하고 있는이상 우리 사용자들도 주의를 기울여야 겠습니다. 그러나, 너무 걱정은 하지 않으셔도 될거 같습니다. 배터리라는것이 아무리 험하게 사용하여도 그리 쉽게 폭발하지는 않습니다.
비록, 리튬이온전지자체가 폭발 가능성을 가지고 있다지만 제조사는 최대한 안정성에 노력을 기울여야 할 것입니다.
LG사건과 삼성 사건을 보면 둘다 노트북이 과열되어 그 열로 인해 배터리폭발이 일어났을 경우가 큰데 노트북은 과열이 되면 당연히 전원이 차단되어 별열을 막는 기능이 있습니다.
아마 어떤 이유에서든 이런 센서가 작동하지 않아 발생을 하였겠지만 제조사와 사용자가 좀더 세심한 주의를 해야할것입니다.