내 손안의 폭탄 배터리, 폭발은 왜 일어나나요

한국과학창의재단 공동기획- 아하 그렇군 과학은 내친구

한국과학창의재단 공동기획
아하! 그렇군! 과학은 내친구 시리즈 5

노트북, 휴대폰, MP3 등 휴대용 기기의 배터리 폭발 소식이 끊이지 않고 들려오고 있다. 애플의 '아이팟 나노'는 특정 제조사에 의해 공급된 배터리가 과열로 폭발할 가능성이 있다는 문제가 여러차례 제기됐으며, 올해 초 영국에서는 '아이팟 터치'가 폭발했다는 사례도 보도됐다.

애플은 유럽 곳곳에서 터져나오는 아이팟ㆍ아이폰 배터리 폭발 소식에 곤혹스러운 표정이 역력하다. 또한 지난 9월에는 핀란드에서 노키아 휴대폰 배터리가 폭발해 사용자가 화상을 입기도 했다. 국내에서도 최근 내비게이션의 배터리가 폭발하는가 하면 지난해 LG전자의 노트북 배터리가 폭발하는 사고가 발생하기도 했다. 최근 공정거래위원회가 밝힌 올해 상반기 정부 및 지자체에 의한 리콜조치 243건에도 MP3 등 전자기기 배터리 폭발이 포함됐다.

개인이 휴대하는 모바일 기기가 점차 늘어나는 상황에서 지속적으로 불거지는 배터리 폭발 사고에 사용자들의 불안감은 커져가고 있다. 정확한 원인을 파악하고 대안을 마련하지 못한다면 언제 터질지 모르는 폭탄을 들고 다니는 셈이기 때문이다.

◆배터리 폭발에 대한 과학적 접근

휴대폰이나 노트북 등에 주로 사용되고 있는 배터리는 '리튬 이온 전지'다. '리튬 이온 배터리'는 양극과 음극 그리고 그 사이를 이어주는 전해질 용액으로 이뤄져 있다. 이같은 리튬 이온 배터리가 폭발 위험에 노출되는 경우는 몇가지 경우로 압축할 수 있다. 관련 전문가에 따르면 우선 배터리 사용시 발생하는 열이 문제가 될 수 있다.

발생하는 열을 효과적으로 배출하지 못해 열에너지가 쌓이게 되면 배터리 안의 전해질 용액으로 사용되는 유기 용매에 불이 붙을 수도 있으며 높은 열은 양극과 음극의 단락을 유도해 한 순간에 큰 전류가 흐를 수도 있기 때문이다. 습기가 많은 장소에서도 습기로 인해 양극과 음극의 단락이 일어날 가능성도 높아진다. 이 경우에도 배터리는 폭발할 위험성을 갖게 된다.

또한 충전 시에도 배터리가 폭발할 위험이 있다. 과학계 전문가는 "배터리에 결함이 있거나 잘못 설계된 충전기를 사용하면 초기에 너무 많은 전류를 흘려 넣거나 충전이 완료된 이후에도 계속 전류를 충전할 수 있어 배터리 폭발의 위험에 노출되게 된다"고 말했다.

◆배터리 폭발 위험 방지책은?

배터리 폭발 사고는 제조사와 사용자의 주장이 첨예하게 대립하는 부분이다. 보통 제조사들은 사용자들의 부주의를 사고 원인으로 지적하며, 사용자들은 제품의 결함을 문제 삼는다. 하지만 관련 전문가들은 "알려지지 않은 다른 이유가 폭발의 원인일 수도 있다"며 "우선 가능성이 높은 원인들에 대한 주의가 필요하다"고 지적하고 있다.

배터리를 사용하는 제품을 높은 열에 노출시키는 것을 자제하고 규격에 맞는 배터리와 충전기를 사용해야 한다는 것이 핵심이다. 배터리가 물에 젖을 경우, 즉시 마른 수건으로 닦아내고 제품과 배터리를 분리시키는 것도 수분에 의한 단락을 막을 수 있는 방법이다.

전문가들은 "알려지지 않은 다른 이유로 인한 폭발을 방지하기 위해 제품의 사용이 끝나거나 오랜 기간 사용하지 않을 때에는 배터리를 분리시켜 놓는 습관을 갖는 것이 좋다"며 "아무리 작은 배터리라 할지라도 사용하면서 부풀어 오른다거나 뜨거워지는 등 폭발의 징후를 보이지 않는지 확인하는 노력이 필요하다"고 당부했다.

과학계의 한 전문가는 "폭발의 위험성이 큰 유기 용매를 전해질로 이용하지 않고 겔 형상의 고분자 폴리머를 전해질로 이용하는 리튬 이온 폴리머 전지가 많이 보급되면 보다 안전한 환경에서 배터리를 사용할 수 있게 될 것"이라고 설명했다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr