리튬 배터리 불안정성·열폭주 등으로 화재위험 높고, 소방진압 어려워

산업부, 지난해 KEC 개정해 “모듈 또는 랙 간 화재확산 방지구조” 제시

스펙스테크, 열전이 차단재 세계 최초 불연 강화 플라스틱 활용 내화성능 우수

건자재시험연구원서 성능입증, 90분 내화시험 통과...화재확산 늦춰 대응시간 확보

31명의 사상자를 낸 경기 화성 일차전지 제조업체 아리셀 공장 화재로 리튬 배터리 보관시설에 대한 화재예방 대책 필요성이 강하게 대두되고 있다.

업계에 따르면 현재 국내 기업의 배터리 보관 시설은 대부분 여러 개의 배터리를 한 공간에 쌓아두는 등 화재에 대한 대비가 허술한 상태다.

휴대용 전자기기부터 전기차에 이르기까지 폭넓게 활용되고 있는 리튬 배터리의 경우 높은 에너지 밀도와 화학적 불안정성으로 인해 화재 위험이 높다는 게 전문가들의 견해다. 내부의 전해질이 높은 온도나 물리적 손상으로 인해 분해되면서 가연성 가스를 발생, 폭발사고로 이어질 수 있다는 설명이다.

특히 리튬배터리는 ‘열폭주(thermal runaway)’ 현상으로 인해 열이 증폭되면서 연쇄적으로 폭발이 일어나 화재가 발생하면 온도가 600~1000℃ 이상까지 올라 진압이 쉽지 않은 문제가 있다.

업계 관계자는 “한 개의 배터리에서 화재가 발생하면 인접한 배터리로 순식간에 열전이가 돼 대형화재로 이어질 수 있는 게 배터리 공장”이라면서 “이번 아리셀 화성 공장 화재에서도 이러한 문제점들이 그대로 노출된 것”이라고 지적했다.

때문에 업계에선 전기차와 ESS시장 확대로 배터리에 대한 수요가 늘어나고 있는 상황인 만큼 의무적으로 생산·보관시설에 배터리 화재 열전이 차단재 도입이 필요하다고 입을 모은다.

산업부도 2022년 판교 데이터센터 화재 사고 이후 2023년 4월 한국전기설비규정(KEC)을 일부 개정해 512조에 ‘이차전지 모듈 또는 랙 간에 화재확산을 방지할 수 있는 구조이거나 소화장치를 시설’하도록 규정하는 등 배터리 화재 열전이 차단재 도입에 대한 근거규정을 마련한 바 있다.

고분자화학 기반의 전기화재 진압 자동소화 솔루션과 내화소재 등을 개발한 스펙스테크(대표 박종석)가 공급하고 있는 ‘배터리 화재 열전이 차단재(SFEX Thermal Barrier)’는 이 업체가 세계 최초로 개발한 불연 강화 플라스틱(FR Board)을 기초로 다층가공을 통해 내화(차열) 성능 및 인장강도를 강화한 제품이다. 리튬이온 배터리에서 발생한 열폭주가 인접한 배터리셀, 모듈, 팩으로 전이되는 것을 막아 화재 확산을 최대한 늦춰 인명 대피 시간과 초기 대응 시간 확보를 도와준다.

박종석 스펙스테크 대표는 “당사의 열전이 차단재(모델명 SFEX TB-W25)는 1200×3000 ×25mm의 사이즈로 배터리 랙 간에 삽입하는 ‘내화구조 격벽’의 성능기준인 KS F 2257-8 (2015)의 90분 내화시험을 통과했으며, 25mm의 얇은 두께로 성능을 충족한다는 것이 가장 큰 장점”이라면서 “얇은 두께라 현장 적용성을 높이면서도 배터리 관련 시설의 화재 안전에 기여할 수 있다”고 했다.