잊을 만하면 터지는 배터리…안전대책 실효성 미지수

순식간에 1000도 치솟는 열폭주로 진압 어려워
사고 때마다 마련되는 안전 대책…실효성 부족 지적
배터리 업계, LFPㆍ전고체 등 기술 확보 총력

▲28일 화재가 완진된 대전 유성구 국가정보자원관리원. 외부 침수조에 냉각작업 중인 리튬이온 배터리 위로 빗방울이 떨어지고 있다. (뉴시스)

국가정보자원관리원(국정자원) 대전 분원에서 발생한 화재로 배터리 안전성이 또다시 도마 위에 올랐다. 지난해 23명의 사망자가 나온 화성 아리셀 공장 화재 사고, 인천 청라 아파트 벤츠 전기차 화재에 이어 공공 인프라까지 피해가 확산되면서 배터리 안전성을 높이는 것이 최우선 과제로 떠올랐다.

29일 업계에 따르면 국정자원 화재는 26일 무정전전원장치(UPS)용 리튬이온배터리에서 시작돼 27일 오후 완전 진화됐다. 해당 배터리는 사용 연한 10년이 지났으며 이동 작업 중 불이 난 것으로 추정된다.

리튬이온배터리는 내부 단락이나 외부 열원, 과충전·과방전, 배터리 관리 시스템(BMS) 불량 등 여러 원인으로 한 번 열이 오르면 온도가 순간적으로 1000도 이상 치솟는 ‘열폭주’ 현상이 일어난다. 불이 끄기 어려울 뿐만 아니라 일단 발화하면 대부분 전소돼 원인 규명조차 어렵다.

배터리 화재 사고가 반복되며 정부가 잇달아 안전 대책을 내놓고 있지만 실효성에 의문을 가지는 목소리가 나온다. 일례로 지난해 화성 아리셀 공장 참사 이후 정부는 리튬전지를 ‘특수가연물’로 지정하고 D급 금속화재용 소화기 개발을 추진했지만, 특수가연물 지정ㆍ관리 방안 마련을 위한 연구용역은 여전히 진행 중이다. D급 소화기의 안전 규격도 마련되지 않은 것으로 알려졌다.

그사이 일상 속 배터리 사고도 이어졌다. 지난달 서울 마포구 아파트에서 전동스쿠터 배터리 발화로 주민 2명이 사망했다. 1월에는 에어부산 여객기에서 보조배터리 발화 사고가 발생하면서 비닐봉투 보관, 절연테이프 부착 등의 규정이 생겼다.

전문가들은 “사고가 터질 때마다 지침만 추가하는 방식으로는 한계가 있다”며 전 주기적이고 일관된 안전 체계의 필요성을 강조한다. 배터리 안전 규정이 대부분 권고에 머물러 있는 점도 문제로 지적된다. 이 같은 사고가 반복된다면 과거 에너지저장장치(ESS) 시장처럼 산업 자체가 위축될 수 있다는 우려가 나온다. 2017년 8월부터 2021년까지 5년간 총 32건의 ESS 화재가 발생하며 일부 ESS는 가동을 중단하기도 했다.

배터리 업계도 안전성을 높일 수 있는 기술 개발에 주력하고 있다. 에너지 밀도가 낮은 대신 안전성이 높은 리튬인산철(LFP) 배터리 비중을 늘리면서 가연성 액체 전해질 대신 고체 전해질을 적용해 폭발·화재 위험을 낮추는 전고체 배터리 개발을 진행 중이다. 다만 전고체 배터리 양산까지는 이르면 2~3년이 걸린다.

이 밖에도 분리막을 지그재그로 쌓아 전극 간 접촉을 차단해 화재 위험을 낮추는 Z폴딩 공법, 열폭주 시 가스를 방출하는 벤트 장치 등의 기술 개발도 이뤄지고 있다.

업계 관계자는 “배터리 화재 사고가 잇따르고 있지만 강제력 있는 안전 규정은 여전히 부족하다”며 “업계가 자체적으로 소재와 설계를 개선하고 전고체 배터리, 냉각 시스템 같은 차세대 기술로 안전성을 끌어올리고 있다”고 말했다.