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리튬이온, 폴리머전지 사용시 주의 사항
관리자 2014-06-05 2677
리튬이온전지는 다른 종류의 전지에 비하여 상대적으로 우수한 성능을 갖고 있는 장점이 있습니다. 높은 순간 출력을 원한다면 리튬 전지를 따라갈 만한 것은 없다고 합니다. 또 리튬은 가장 가벼운 금속으로 이것을 사용한 리튬이온 배터리는 예전 휴대폰에서 사용된 니켈수소배터리나 니켈카드뮴 배터리에 비해 작고 가벼우며 수명이 깁니다. 그래서 휴대용 디지털기기에 많이 사용되고 있습니다.

리튬이온전지의 약점은 외부로부터의 충격이 가해졌을 때 안전을 보장할 수 없다는 겁니다.

기본적으로 리튬 금속은 반응성이 매우 커서 폭발의 위험성을 안고 있습니다. 리튬이 물과 만나면 흰 연기와 함께 불이 붙습니다. 알칼리 금속인 리튬은 물과 반응하면 수소가스를 발생시키면서 폭발하게 됩니다.

리튬이온전지는 수용성 전해액 대신 휘발성이 있는 유기성 전해액이 사용되는데 이 전해액은 휘발유보다 더 잘 타는 물질입니다. 특히 리튬이온전지는 큰 전기에너지와 높은 전압이라는 ‘고 성능‘ 때문에 사고가 나면 상대적으로 더 큰 피해를 낼 수 있습니다. 이 유기용매를 액체상태에서 고체상태로 전환한 것이 리튬폴리머 전지로 위험성이 줄어들긴 했지만 근본적인 한계를 해결한 것은 아닙니다. 한국,일본등에서 리튬폴리머 전지가 폭발하는 사고가 일어나기도 했습니다.

리튬이온전지는 리튬코발트산화물, 흑연 및 유기전해액 등의 주요 물질로 구성되어 있습니다. 기본 원리가 화학물질의 상호 반응에 의해 전기를 저장하도록 고안된 제품이기 때문에 주변의 사용 환경으로부터 안전성이 영향을 받게 되어 있습니다.

이 때문에 리튬이온전지의 경우 아래 사항에 주의해야 합니다.

열(熱).
리튬이온 전지는 고온상태에 이르면 폭발의 위험성이 급격히 높아지게 됩니다. 고온다습한 찜질방 같은 곳에서 사용하는 것을 자제해야 합니다.

외부충격.
외부충격이 가해지면 양극과 음극을 나눈 분리막에 틈이 생기고, 반응이 빠른 속도로 일어나면서 많은 열이 발생해서 폭발의 위험성이 높아집니다. 특히 못과 같이 날카로운 금속으로 찌르거나, 무거운 물체를 떨어뜨리거나, 지속적인 압력 등에 의해 짓눌리는 등의 경우에 전지 내부에서 양극과 음극의 두 전극 판을 전기적으로 절연시켜주는 고분자 막이 찢어져서 내부적인 단락을 유발하며 이는 전지 내부의 고온 상승으로 인한 사고로 이어지게 됩니다.

과충전.
리튬이온 전지는 과충전상태에서 열적으로 대단히 취약해지기 때문에 폭발의 위험이 높아질 수 있습니다.

이 세가지 사항들은 리튬이온전지의 안전한 사용을 위한 기본 수칙이기도 합니다. 폭발 가능성이 있을 경우 보호회로가 작동하도록 하는 등 배터리 제조시 제조사들이 리튬 전지 폭발 가능성을 최대한 억제하기 위한 다양한 보호장치를 해놓기 때문에 최근 공개시험에서 보듯이 폭발이 결코 쉽게 일어나지는 않습니다.

결론,
잘 만들고 잘사용 해야 합니다.
에너지밀도 산출 방법
UL2054 안전인증 자료(배터리)