[에너지데일리] 전기차와 에너지저장장치(ESS)를 중심으로 한 에너지 전환이 가속화되면서, 고에너지 밀도 기반 전기화학 연구는 이제 국가 에너지 경쟁력의 핵심 축으로 자리 잡았다. 이 과정에서 리튬이온전지(Li-ion), 리튬폴리머전지(Li-polymer), 1차 리튬전지는 더 이상 산업 현장에만 머무르지 않고, 대학과 연구기관 실험실로 빠르게 확산되고 있다.

문제는 에너지 산업의 핵심 기술이 연구실로 이동했음에도, 연구실 안전관리 체계는 여전히 과거의 틀에 머물러 있다는 점이다. 리튬 전지는 높은 에너지 밀도라는 장점 이면에 내부 단락, 외부 충격, 과충전에 따른 화재·폭발 위험, 열폭주(thermal runaway), 불화수소(HF) 등 유해가스 방출이라는 중대한 위험을 동시에 내포하고 있다. 이러한 위험 특성은 기존 연구실 안전관리 방식만으로는 충분히 대응하기 어렵다.

리튬전지는 ‘배터리’가 아니라 ‘에너지 저장체’다

리튬이온전지, 리튬폴리머전지, 1차 리튬전지는 고전압·고에너지 밀도 설계가 가능해 다양한 연구에 활용되고 있다. 그러나 이들 전지는 단순한 ‘배터리’가 아니라, 대량의 에너지를 내부에 저장한 고위험 에너지 저장체로 인식해야 한다. 특히 주목해야 할 현상이 열폭주다.

열폭주는 전지 내부에 축적된 전기화학적 에너지가 짧은 시간 안에 폭발적으로 방출되는 현상으로, 일단 시작되면 셀 내부 온도가 급격히 상승하고 분리막 손상, 내부 단락, 가연성 가스 분출, 압력 증가, 파편 비산으로 이어진다. 이 과정에서 불화수소(HF)와 같은 독성 가스가 다량 발생하며, 실험실과 같은 밀폐 공간에서는 연구자의 생명과 직결되는 위험 요소가 된다. 이는 리튬전지 사고가 단순한 ‘연구실 화재’ 차원이 아니라, 에너지 방출 사고라는 점을 분명히 보여준다.

연구실은 리튬전지 사고에 구조적으로 취약하다

연구실 환경은 리튬전지 사고에 특히 취약하다. 공간은 협소하고 장비는 밀집돼 있으며, 전기·화학 장비가 혼재돼 있다. 소방과 환기 설계 역시 일반 실험실 기준에 머물러 있는 경우가 많다. 여기에 보호회로(BMS)가 없는 셀 단위 실험, 잦은 충·방전 시험, 물리적 가공 작업이 더해지면 위험은 급격히 증폭된다.

기사전문: https://www.energydaily.co.kr/news/articleView.html?idxno=164304