자동차 리튬이온 배터리 종류 및 원리 성능 장단점과 배터리 화재 원리 진압방법 가격 종류에 대해 자세하게 알아보고자 합니다.
최근 전기차 배터리 사고로 인해서 배터리에 대한 지식이 절실하게 필요한 상태가 되었는데요 전기차뿐만 아니라 제조 공장 등 배터리 화재 사고등이 급증하면서 배터리 전지에 대한 지식이 필요하게 되었습니다.
리튬이온 배터리 화재사고등 배터리 관련 진압 방법과 리튬 이원 배터리 원리와 배터리 관련 정보등을 자세히 알아 보기전에 2차 전지가 무엇인지와 종류와 차이점에 대해 먼저 알아야 합니다.
그래야 리튬이온 전지를 포함한 배터리 화재 사고시 어떻게 대처해야 하고 진압방법은 무엇이 있는지 실전에 적용 할수 있습니다. 또한 여기에 배터리 원리, 가격, 수명, 배터리 생산 업체 정보 등을 더 정리한 내용입니다.
먼저 1차 배터리 전지와 2차 전지 차이점을 모르는 분들을 위해서 알려드려 보겠습니다.
1차, 2차 배터리 전지 차이점
1차 전지는 한번 사용하고 버리는 배터리(=전지)를 말하며 건전지라고 하며, 수은전지, 망간전지, 알카라인전지, 리튬 전지전 등으로 흔히 우리가 벡셀, 에너자이저, 듀라셀 배터리 aa, aaa를 생각을 하면 됩니다.
2차 전지는 화학 에너지를 전기에너지로 바꿔 재충전하여 사용할 수 있는 전지를 말하며 납 축전지, 니켈 카드륨전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지 등을 말합니다.
2차 전지 종류 5가지
2차 전지는 화학 에너지는 전기 에너지로 변환시켜 여러 번 충전을 하는 전지 즉 배터리를 말하는 것입니다. 2차 전지 대표적인 종류로는 5가지 정도가 있으며 리튬이온 전지를 포함을 하고 있습니다.
- 니켈 카드뮴 전지
- 니켈 수소 전지
- 리튬 폴리머 전지
- 납축 전지
- 리튬이온 전지
이중에서 제일 많은 관심을 받고 있는 것은 리튬 이온전지로 알려져 있습니다.
최근 배터리 시장 규모가 2015년 2015년 212조에서 20년 630조 시장으로 3배 정도 증가를 한 배경에는 자동차 시장이 큰 몫을 하고 있는 상태입니다.
위에서 언급한 배터리중에서 파워뱅크, 보조 배터리, 핸드폰, 전기자동차 등에는 리튬이온 배터리가 내장이 되어 설계가 되는 상황입니다.
리튬이온 배터리가 일반적인 배터리보다 선호되는 이유 3가지는 첫째 사용하는 수명이 길고, 두번째는 높은 에너지 저장 밀도를 가지고 있으며 세번째는 가볍다는 장점으로 인해 각광을 받고 있는 상황입니다.
배터리 5가지 종류별 가격 장단점 생산업체 평균수명
배터리 종류별 대략적인 가격대에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
배터리 종류와 대략적인 가격대를 USD 기준으로 정리한 내용은 아래와 같습니다.
배터리 종류별 가격대 (달러기준)
- 리튬 이온 전지 : 100−300 달러 / kWh
- 리튬 폴리머 전지 : 150−400 달러 / kWh
- 니켈 카드뮴 전지 : 3~6 달러 / Ah
- 니켈 수소 전지 : 5~10 달러 / Ah
- 납축 전지 : 100−200 달러 / kWh
리튬이온 전지는 주로 전기차와 스마트폰에 많이 사용이 되고 있으며 가격은 용량에 따라 정해 지고 있으며 기술이 발전하면서 가격대는 내려오고 있는 추세이며 catl 닝더 전지에서 약 200~300 gwh, LG 에너지 솔루션에서 100~150 gwh 생산으로 추정됩니다.
크기는 작지만 많은 에너지 함유가 가능하고 메모리 효과가 없어서 오랫동안 사용이 가능하지만 안전장치나 보호 회로가 있어서 폭발 위험성을 줄일 수 있는 단점이 있습니다.
외부 전원을 이용해서 충전 가능한 2차 전지인 리튬 이온 배터리는 니켈 카드뮴이나 니켈 수소보다 전압이 3배 정도 높고 우수한 보존성, 수명이 긴 사이클이 장점으로 노트북 컴퓨터, 캠코더, 보조 배터리, 모바일 기기등에 적합하며 중금속을 사용하지 않는 장점이 있습니다.
#참고: 충전지 메모리 효과란?
여기서 배터리 충전지 메모리 효과라는 말은 충전지가 완전 방전되기전 재충전을 하게 되면 전기량이 남아 있어서 충전지가 완전 방전으로 기억하게 되면서 최초 배터리 용량보다 줄어들면서 수명이 줄어드는 현상을 말합니다.
리튬 폴리머 전지는 경량화와 높은 에너지 밀도가 특징으로 주로 모바일 장치와 드론에 사용이 되고 있으며 리튬 폴리머 전지는 우리나라 삼성 sdi가 30~40kwh, LG 에너지 솔루션이 25~35 Gwh 정도로 상위 점유율을 차지하고 있습니다.
리튬 폴리머 배터리는 리튬 이온 배터리 성능을 그대로 유지하고 폭발 위험이 있는 액체 전해질 대신 폴리머 형태 고체~젤 형태 고분자 전해질을 사용을 하여 얇은 두께와 소형 디자인 제작등의 장점이 있지만 폴리머 전해질의 누수되면 폭발 위험이 있으며 복잡한 제조공정으로 가격이 비싼 것이 특징으로 주로 핸드폰, 태블리 pc, mp3등에 이용이 되었습니다.
니켈 카드뮴전지는 니켈 수수전지나 리튬이온전지보다 저렴한 가격대에 위치한 배터리이며 환경문제로 인해 사용이 점점 줄어들어 거의 사용하지 않고 있지만 소형 진공청소기나 전동칫솔, 면도기등 소형 전기 제품에 사용중이며 용량이 크지 않으며 메모리 효과를 가지고 있어서 중간에 충전을 하게 되면 용량이 줄어드는 단점이 있습니다.
니켈 카드뮴 전지는 파나소닉과 사프트 기업에서 약 1500~2000톤, 1000~1500톤 정도를 생산을 하는 것으로 알려져 있습니다.
전암은 1.2v로 낮지만 저항이 작아서 큰 전류를 필요로 하는 제품에서 많이 사용이 되며 완전방전 후 충전을 하는 것이 좋습니다.
니켈 수소전지는 하이브리드 자동차에 많이 사용이 되며 리튬이온 전지에 비해 낮은 에너지 밀도를 가지고 있으며 니켈 카드뮴 전지보다는 약 2배 정도 에너지가 크며 충전과 방전 모두 가능하며 메모리 효과는 없는 편이어서 주기적으로 방전 후 사용시 오랫동안 사용이 가능합니다.
주로 파나소닉과 산요 기업이 주로 생산중이며 대략적으로1500~2,000톤, 약 1000톤을 생산하는 것으로 보입니다.
납축전지는 자동차 및 ups 시스템이 많이 사용이 되며 저렴하지 않고 무게 크기등의 단점이 있으며 엑사이드 테크놀리지스 기업에서 10~15gwh, 존슨 콘트롤스에서 약 8~12gwh 정도 생산중으로 추정됩니다.
납축전지는 납과 황상을 이용한 2차 전지이며 메모리 효과가 거의 없고 완전방전시에는 수명이 감소하는 단점이 있습니다.
배터리 종류별 평균 수명 및 관리방법
그럼 2차 전지 배터리 종류별 수명은 얼마나 될까요?
최소 2년~10년 정도이며 종류별 수명은 리튬 이온 전지가 제일 오래 갑니다.
- 리튬 이온 전지 5 – 10년
- 리튬 폴리머 전지 3 – 5년
- 니켈 카드뮴 전지 2 – 5년
- 니켈 수소 전지 3 – 7년
- 납축 전지 3 – 5년
충전사이클을 늘리면 리튬 이온 전지 수명은 더 길어 질수 있으며 리튬 폴리머 전지는 과충전과 과방전을 피하면 보통 3년~5년 정도의 수명보다 더 늘릴 수가 있습니다.
니켈 카드뮴 전지는 메모리 효과로 수명이 줄어들기 때문에 주기적인 완전 방전을 하면 좋고 자동차 및 ups 시스템에 사용이 되는 납축 전지는 정기적인 유지보수가 필요합니다.
리튬이온 배터리 기본 원리 구조 및 장단점
1.리튬이온 배터리 원리
리튬이온 배터리는 전기 에너지를 화학 에너지로 변환하여 저장하고, 필요할 때 다시 전기 에너지로 변환하는 장치입니다. 이 배터리는 주로 리튬 이온의 이동을 통해 전기를 저장하고 방출합니다.
리튬이온 배터리는 충전과 방전 과정에서 리튬 이온이 양극과 음극 사이를 이동을 하면서 충전 시, 외부 전원에 의해 리튬 이온이 양극에서 음극으로 이동하고, 방전 시에는 이온이 음극에서 양극으로 이동하여 전기를 생성하는 원리이며 이 과정에서 전자의 흐름이 발생하여 전기 에너지가 생성됩니다.
2.리튬이온 배터리의 기본 구조 및 구성 요소 4가지
구성요소 4가지는 양극, 음극, 전해질, 분리막으로 구성이 되어 있고 역할은 다음과 같습니다
양극(Positive Electrode): 일반적으로 리튬 코발트 산화물(LiCoO₂) 또는 리튬 철 인산염(LiFePO₄)으로 만들며 여기에서 리튬 이온이 방출됩니다.
음극(Negative Electrode): 흑연으로 주로 구성되어 있으며, 리튬 이온이 이곳에 저장이 됩니다.
전해질(Electrolyte): 리튬 이온이 양극과 음극 사이를 이동할 수 있도록 돕는 액체 또는 고체 물질이라고 보시면 되고 리튬 염이 포함된 유기 용매가 사용됩니다.
분리막(Separator): 양극과 음극을 분리하여 단락을 방지하는 역할을 담당 합니다.
3. 리튬이온 배터리 장점 3가지
수명이 제일 긴 것으로 알려진 리튬 이온 전지의 경우 3가지 장점이 있습니다.
높은 에너지 밀도: 리튬이온 배터리는 다른 배터리 기술에 비해 높은 에너지 밀도를 가지고 있어, 같은 부피에서 더 많은 전기를 저장할 수 있습니다.
긴 수명: 적절한 관리와 사용 조건 하에 리튬이온 배터리는 수천 번의 충전 및 방전 사이클을 견딜 수 있습니다.
저렴한 유지비: 리튬이온 배터리는 상대적으로 낮은 유지비용을 가지고 있습니다.
4. 리튬이온 배터리 단점 2가지
장점도 있지만 단점도 있는데 대표적인 2가지 입니다.
열 폭주: 리튬이온 배터리는 과충전, 단락, 또는 물리적 손상으로 인해 열 폭주가 발생할 수 있으며 화재나 폭발로 이어질 수 있습니다.
다른 배터리 보다는 더 안정적이라는 말도 있지만 큰 충격에 100% 강한 배터리는 없을 것입니다.
환경 문제: 리튬과 같은 원자재의 채굴은 환경에 부정적인 요소이고 재활용을 못하는 경우의 양이 증가할 경우 향후 환경 대안을 수립이 필요해 보입니다.
리튬이온 배터리 화재원인 및 진압방법
리튬이온 배터리 화재가 발생하는 대표적인 원인 4가지를 설명해 보겠습니다.
리튬이온 배터리라도 화제가 전혀 발생하지 않는 것은 아니므로 발생하 화재 사고를 대비를 위해서 화재 사고 이유를 정리를 해 보겠습니다.
리튬 배터리 화재 사고 원인 4가지
1. 과충전
과충전은 배터리의 전압을 안전한 범위를 초과하게 하여 내부 열을 발생시키고, 이로 인해 열 폭주가 발생하는 경우입니다.
이 경우 설계된 전압을 초과하여 충전 된 가능성이 높은 경우로 과충전은 배터리의 수명을 단축시키고, 화재의 위험을 증가 원인이 되기도 합니다.
2.단락
배터리 내부의 양극과 음극이 접촉하게 되면 단락이 발생하게 되며 내부 또는 외부에서의 단락은 전류가 비정상적으로 흐르게 하여 과열을 유발할 수 있습니다.
3.물리적 손상
배터리가 충격을 받거나 찌그러지면 내부 구조가 손상되어 단락이 발생하고 있으며 이동 수단에서 자주 발생을 하는 경우로 알려져 있습니다.
4.제조사 결함
제조 과정에서의 결함은 배터리의 안전성을 저하시킬 수 있으며, 이는 화재의 원인이 될 수 있으며 불량한 전해질이나 불완전한 분리막이 문제가 있을 수 있어서 품질관리가 중요한 부분이 됩니다.
이 외에도 배터리 안에서 발생하는 열관리 시스템이 제대로 작동하지 않는 경우도 주변 고온 환경 관리도 중요한 변수가 되기도 한다고 알려져 있습니다.
위 4가지는 대표적인 리튬이온 배터리 화재 사고 이유이고 실제 최근에 발생한 화재 사례를 통해 몇가지를 정리를 해서 알려드려보겠습니다.
혹시나 자신이 이러한 업무환경에서 근무를 하는 분들은 대처 요령을 미리 준비를 하고 있겠지만 급한 경우 대처 방법을 알 필요가 있어서 정리를 해 보겠습니다.
리튬이온 배터리 화재의 특성 2가지
열폭주 현상
리튬이온 배터리에서 화재가 발생하면 내부 온도가 1000℃ 이상으로 급상승하는 열폭주 현상이 발생을 하게 되며 이 과정에서 배터리 내부의 분리막이 파괴되고 쇼트가 발생하여 화재가 확산됩니다
일반 소화기로 진압 불가능 함
리튬이온 배터리 화재는 물이나 일반 소화제로 진압하기 어려워서 진압용 소화기를 비치를 하는 것이 좋습니다. 물과 접촉하면 화재가 더욱 악화될 수 있습니다
전기차 화재사고 일자 및 사고 원인
▶︎전기차 화재 2024년 6월 서울
- 한 전기차에서 주행 중 화재가 발생하여 차량이 전소되었습니다. 초기 조사 결과, 배터리의 과충전이 원인으로 지목되었고 원인은 과충전으로 인한 열 폭주가 발생하여 배터리 셀의 내부 압력이 증가하면서 화재가 발생한 것으로 알려지고 있습니다.
▶︎스마트폰 폭발 2024년 7월 부산
- 한 사용자의 스마트폰이 충전 중 폭발하여 사용자가 부상을 입은 경우로 원인은 제조 결함으로 인한 배터리 셀의 단락이 원인이었습니다.
▶︎전동 킥보드 화재 2024년 5월 대전
- 전동 킥보드에서 화재가 발생하여 주변 건물에 피해를 주었고 원인은 킥보드의 배터리 관리 시스템(BMS)의 오류로 인해 과충전이 원인으로 밝혀지기도 했습니다.
▶︎노트북 배터리 폭발 2024년 4월 인천
- 한 사용자의 노트북에서 배터리가 폭발하여 화재가 발생을 했으며 배터리의 노후화와 과충전이 결합되어 열 폭발이 발생한 경우입니다.
▶︎전기 자전거 화재 2024년 3월 광주
- 전기 자전거에서 화재가 발생하여 자전거가 전소가 된 사례로 배터리의 물리적 손상으로 인한 단락이 원인이었습니다.
▶︎화성시 아리셀 리튬 전지 공장 화재 2024년 6월 화성
- 사망자 수: 총 23명으로 사망자 중 18명은 중국인, 1명은 라오스인, 2명은 한국인, 1명은 미확인 상태로 알려지고 있습니다.
화재는 공장 내부에서 발생했으며, 리튬전지 제조 과정에서의 화학 반응이 원인으로 추정이 되었습니다.
배터리 화재 사전 대처 방법
이처럼 배터리 화재 사고는 한번 발생을 하면 큰 화재로 이어질 수 있어서 대처방법으로 여러 대안이 쏟아지고 있지만 실제 화재 영상을 보면 대처가 쉽지 않아 보이는 것도 사실로 보여집니다. 그럼에도 불구하고 대처 방법을 정리를 해 보면 아래와 같은 관리가 철저히 필요하다고 보입니다.
1. 배터리 관리 시스템(BMS) 개선
배터리의 충전 및 방전 상태를 모니터링하고, 과충전 및 과방전을 방지하는 시스템을 강화해야 하고 알람을 주는 형태로 온도감지와 센서 등을 추가로 확보해서 알람 시스템을 더 강화를 해서 사전에 사용자가 알수 사전전검을 전문 업체에 맡겨서 사고를 방지를 해야 합니다.
2. 사용자 교육
사용자에게 배터리의 안전한 사용 방법과 관리 방법에 대한 교육을 제공하여, 잘못된 사용으로 인한 사고를 예방해야 합니다.
3. 품질 관리 강화
배터리 제조 과정에서의 품질 관리를 강화하여, 결함이 있는 배터리가 시장에 유통되지 않도록 해야 합니다.
4. 정기적인 점검
배터리의 상태를 정기적으로 점검하고, 노후화된 배터리는 즉시 교체해야 합니다.
5. 안전한 충전 환경 조성
배터리를 충전할 때는 통풍이 잘 되는 곳에서 충전하고, 과열을 방지하기 위한 조치를 취해야 합니다.
6. 사용자의 경각심 주의 사항 숙지 강조
사용자가 항상 대처 할 수 있는 안전 교육을 철저히 받고 이수를 해서 전기차 차량 소유주가 되는 방법도 지금은 필요해 보이는데요 전기차 화재는 일단 나면 화재 발생을 막을 수 없을 정도로 급박하고 빠른 시간안에 전소가 되는 관계로 안전교육 이수는 필수적으로 중요한 사항입니다.
리튬이온 배터리 화재 진압 방법
리튬이온 배터리 화재는 매우 위험할 수 있으며, 적절한 대처 방법과 진압 도구를 아는 것이 중요합니다.
아래는 리튬이온 배터리 화재 진압 방법 10가지를 정리한 것입니다.
1. 화재 발생 시 즉시 대피
대처방법: 화재가 발생하면 발생시 안전한 장소로 대피하는 것이 좋습니다.
최근 화성 배터리 공장 사고 사례를 보면 거의 몇초만에 화재확산속도가 큰 것이 특징이기 때문입니다.
도구가 주변에 없는 경우 한번 불이 붙으면 빠르게 번지는 것이 특징이므로 가능한 멀리 떨어지는 것이 좋습니다.
2. ABC 소화기 사용
대처방법은 ABC형 소화기를 사용하는데요 리튬이온 배터리 화재에는 일반적으로 ABC형 소화기가 효과적입니다.
소화기를 화재의 근원에 향해 사용을 해서 초기에 진압을 해야 하지만 배터리 화재사고 당시 영상을 보면 바로 번지고 진화는 쉽지 않아 보입니다.
3. 물 사용 금지
물을 사용하면 안됩니다.
리튬이온 배터리 화재에 물을 사용하면 화재가 악화될 수 있는 이유는 물과의 반응으로 폭발할 위험이 있기 때문입니다.
4. 소화용 모래 또는 흙 사용하기
화재에 모래나 흙을 덮어 산소를 차단을 하는 것이 좋은데요 주위에 흙이나 모레가 없다는 가능한 빨리 출구를 찾아 이동후 빠른 신고를 하는 것이 좋습니다.
5. 전원 차단하기
혹시 주변에 전원 공급이 되고 있다면 전원차단을 해야 합니다.
이유는 바로 전원이 연결된 상태에서 화재가 발생하면 추가적인 전기적 위험이 발생할 수 있기 때문입니다.
6. 화재 진압용 담요 사용
화재 진압용 담요로 산소공급을 막도록 불을 덮는 것도 방법이지만 개인적으로 추천을 하고 싶지 않은데요 금방 뜨거운 불에 탈 수가 있기 때문입니다.
7. 화재 감지기 및 경고 시스템 정기 점검
배터리 화재 사고는 대형 사고로 이어질 가능성이 높은데요 화재 감지기 및 경고 시스템을 점검이 이를 막는 방법입ㄴ다.
물론 오작동도 많은 것이 사실이지만 화재 발생을 조기에 감지할 수 있도록 정기적으로 점검하고 유지보수를 해야 합니다.
이외에도 정기적인 안전 교육 및 훈련도 매우 중요한 부분이 이 부분도 놓치지 마시기 바랍니다.
위 방법이외 대처를 하면서 소방소 119에 빠른 전화를 하는 것이 생명을 더 빨리 구할 수 있는 방법이기도 합니다.
리튬이온 배터리 화재 전용 소화기 작동 원리
리튬이온 배터리 화재 진압 전용 소화기는 크게 2가지 원리로 작동을 하게 됩니다.
질식 및 냉각 효과
리튬이온 배터리 전용 소화기를 사용을 하면 질식과 냉각 효과를 통해 화재가 진압이 됩니다. 즉, 화재 발생 시 산소를 차단하고, 동시에 열을 흡수하여 온도를 낮추는 역할을 합니다.
피막 형성
또한 소화약제가 화재 표면에 녹아 피막을 형성하여 재발화를 방지를 하게 됩니다. 이때 피막은 화재가 발생한 배터리의 열을 차단하고, 가연성 가스의 확산을 막는 데 도움을 주는 역할을 하게 됩니다.
방사 시간
리튬이온 배터리 전용 소화기는 일반적으로 2.5리터 또는 4리터 용량으로 제공이 되며, 방사 시간은 각각 72초와 67초 정도이며 화재를 신속하게 진압할 수 있도록 설계되었습니다
일반 소화기와의 차이점
일반 소화기는 물, 폼, 분말 등의 소화약제를 사용하지만, 리튬이온 배터리 전용 소화기는 C급 비전도성 액체 약제를 사용하게 되는 것이 차이점으로 금속 화재와 리튬 화재 모두에 효과적입니다.
배터리 화재 진압용 소화기
전기차 배터리의 경우나 배터리를 만드는 공장의 경우 여러 좋은 소화기가 비치가 되어 있지만 위치가 어디에 있는지 알고 있는 것이 빠른 진화를 위해서는 정말 중요한 요소중 하나입니다.
또한 어떤 리튬 배터리 진압에 좋은지도 배터리 관련 직장에 근무하는 분들은 알고 있는 것이 본인의 안전을 위해서도 화재 진압시 유용할 수 있습니다.
리튬이온 배터리 화재에 대비하기 위해 적합한 소화기로 아래 세 가지 제품에 대한 정보입니다.
1. 해광 H&S 리튬이온 배터리 화재 전용 소화기
리튬이온 배터리 화재나 전기화재 산업현장에서 적합한 소화기로 다른 소화기와 차이점으로는 전기화재에 특화된 소화기 입니다.
- 가격: 약 250,000원
- 추천 이유: 리튬이온 배터리 화재에 특화된 소화기로, 화학적 반응을 억제하는 성분을 포함하고 있습니다.
- 장점:
- 리튬이온 배터리 화재에 효과적
- 사용이 간편하고 휴대성이 좋음
- 단점:
- 가격이 다소 비쌈
- 성분: 화학적 소화제 (리튬이온 배터리 전용)
2. 전기차 화재 전용 소화기
- 가격: 약 300,000원
- 추천 이유: 전기차 및 리튬이온 배터리 화재에 적합한 소화기로, 대형 화재에도 효과적입니다.
- 장점:
- 대용량 소화제 사용으로 화재 진압 효과가 큼
- 다양한 화재에 대응 가능
- 단점:
- 무게가 무거워 이동이 불편할 수 있음
- 성분: 폼 소화제 및 화학적 소화제 혼합
3. 리튬이온 배터리 전용 소화기 (DE)
DE 소화기는 주로 인산암모늄을 주성분으로 하는 분말 소화제를 사용을 하며 연소면을 덮어 질식시키고, 화재의 연소 과정을 억제하는 역할을 합니다.
- 가격: 약 770,000원
- 추천 이유: 리튬이온 배터리 화재에 최적화된 소화기로, 고온에서도 효과적으로 작동합니다.
- 장점:
- 고온에서도 안정적인 성능
- 대형 화재에 적합
- 단점:
- 가격이 비쌈
- 성분: CO2 및 화학적 소화제 혼합
DE 소화기는 일반 화재(A급), 액체 화재(B급), 전기 화재(C급) 등 다양한 화재 유형에 효과적으로 대응이 가능하고 전기 화재에 대한 안전성이 높아, 전기 장비가 많은 환경에서 안전하게 사용가능 하고 액체형 소화제로, 분말 소화기와 달리 가루로 인한 2차 오염이 발생하지 않습니다. 이는 소화 후 청소가 용이하다는 장점이 있습니다.
리튬이온 배터리 화재 진압을 위한 소화기 3가지 정보를 알아봤는데요 실제로 이 정도의 소화기를 비치할 수 있는 개인은 거의 없을 수 있지만 공장이나 배터리를 취급하는 장소에서는 필수로 주변에 비치를 하는 것이 정말 필요해 보입니다.
단 돈 몇십만원으로 여러 생명을 구할 수 있기 때문입니다.
리튬이온 제품 선택시 필요한 정보 (배터리 이름규칙, 전지용어)
배터리 필요정보로 표시되 배터리 정보 읽는 방법과 충전전압, 소비전력, 직렬 병렬에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
1.배터리 이름 읽는 방법
배터리 이름에 규칙이 있습니다.
예를 들어 “Li-1on 18650″이란 배터리 이름은 숫자 앞 두 자리는 지름을 이야기하며, 다음 2자리는 총 길이를 이야기하며 마지막 숫자 0은 원통형이라는 것을 의미합니다. 그래서 지름이 18mm, 총길이 65mm 원통형 배터리를 뜻하게 됩니다.
2.배터리 선택시 충전 전압, 소비전력, 직렬 병렬 조합이라는 용어를 아시면 편리합니다.
V : 충전전압
w,wh : 소비전력
W(소비전력)=V*A(전압*전류)
충전 전압은 v로 표기를 합니다. 전압은 보통 전류를 흐르게 할 수 있는 힘 능력을 말합니다. 리튬 배터리의 경우 리튬 인산철 배터리 전압은 2.0~3.65v이고 리튬 이온 배터리는 2.5~4.2v 전압 범위를 가지고 있습니다.
소비전력은 W, WH로 표기를 합니다. 소비전력 w로 표시를 하고, 소비전력으로 한시간 사용이 가능한 경우를 wh라고 표기를 합니다.
3. 배터리용량은 다른 말로 정격 용량이라고도 하며 mah단위로 표기를 하며 1시간 동안 흘릴 수 있는 전류 량을 의미합니다.
만약 1000mah, 3000mah라는 말을 1000 또는 3000ma전류를 1시간동안 흘릴 수 있다는 말을 의미하며 1000mah=1ah, 3000mah=3ah와 단위 환산을 할 수 있습니다.
정격용량=배터리용량
내가 만약 구입하려는 제품의 소비전략과 사용하려는 배터리 소비전력을 확인해서 몇시간 동안 사용을 할 수 있는지 확인이 가능하게 되는데요 예를 들어 소비전력이 40w라고 쓰여진 헤어 드라이기를 파워뱅크 배터리를 구매를 해서 사용을 하려고 하는 경우 파워뱅크에 120wh라고 표시가 되어 있다면 120wh/40w=3h로 3시간동안 사용을 할 수 있다는 것을 뜻하게 됩니다.
4.직렬 병렬이라는 말을 많이 들었는데요 쉽게 설명을 드려 보겠습니다.
음극 과양극을 1자 모양으로 바로 연결하는 직렬은 전압(v) 즉 힘 파워를 높일때 사용하는 것이고, 같은 극끼리 이어서 나란히 연결하는 병렬은 용량(사용시간=mah)을 늘리기 위해서 사용이 됩니다.
직렬: 전압 파워를 높일 때 사용, 다른 극끼리 연결
병렬: 용량을 늘릴 때 사용, 같은 극끼리 연결
이때 직렬은 시리즈로 연결되어 있다는 형태로 S로 표기를 하고 병렬 조합은 평행(parallel)이라는 의미로 앞 글자를 따서 P로 표기를 합니다.
리튬이온 배터리 1s는 3.7v로 배터리 1개 전압이면 2s=7.4v 즉 3.7v 배터리 2개를 직렬로 연결을 했다는 것을 의미합니다. 3000mah 용량의 건전지 1개는 1P라고 하며 만약 병렬로 2개를 연결하게 되면 2P라고 표기를 하게 됩니다.
리튬이온 전지는 바로 직렬과 병렬로 연결을 하게 되면 배터리 팩이라고 부르고 직렬과 병렬 연결한 배터리를 개수를 카운트해서 2s2p형태로 명칭을 하게 됩니다.
5. 배터리 방전율(c rate)과 방전량에 대해 알아봅니다.
전지의 가능한 사용용량을 사용해서 완료하는 속도라는 말로 풀이를 하며 c 단위로 표기를 하며 1c 라는 말은 정격 용량(배터리 용량) 1시간 사용을 하게 되면 모두 소모를 한다는 것을 뜻하게 됩니다.
방전율 1c,2c,3c 배터리를 사용하는 경우를 예로 들어서 몇분만에 방전이 되는지를 알아보겠습니다.
정격용량 3000mah, 방전율 1c 배터리를 사용을 하는 경우 1시간이 소요되어 모두 사용하는 경우, 방전율이 2c는 30분만에 소요가 된다는 것을 말합니다. c앞 숫자가 높을 수도록 고방전을 의미하고 방전율이 높을 경우 그만큼 열이 더 많이 발생하게 됩니다.
이번에는 방전량에 대해 알려드려 보겠습니다.
- 배터리 정격 용량=mah
- 방전율 = C
- 방전량=배터리 정격용량 mah * 방전율 c
방전량 2c, 배터리 용량이 3000mah인 배터리의 방전량이 얼마를 되는지 알아보면 3000*2=6000ma=6a 정도가 됩니다.
또한 배터리 정격 용량이 2000mah이고, 최대 방전량이 10,000ma인 배터리의 방전율 c를 구하게 되면 방전율 c=10000(최대방전량)/2500(정격용량)=4c가 됩니다.
이상으로 자동차 배터리나 일반 배터리로 사용이 되는 2차 전지 종류와 성능 가격, 생산업체 정보, 리튬 이온배터리 관련 정보와 리튬 배터리 용어, 배터리 화재 관리 방법등에 대해서 자세하게 알아보는 시간이었습니다.
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