대형 화재로 번진 배터리는 1차 전지...2차 전지는 다르다?

대형 화재로 번진 배터리는 1차 전지...2차 전지는 다르다?

최근 배터리 공장 화재로 23명이 사망하는 사고가 발생한 것과 관련해 시장에서 배터리를 탑재한 제품 전체에 대한 막연한 불안감이 퍼질까 우려하는 목소리가 커지고 있다. 군용 무전기나 의료용 기기, 검침기 등에 쓰이는 1차 전지는 전기차나 스마트폰, 노트북 등에 쓰이는 2차 전지와는 다르다는 지적이다.

30일 경찰에 따르면 지난 24일 화재가 처음 발생한 경기도 화성 '아리셀' 공장 3동 2층은 군 납품용 1차 전지 완제품을 검사 및 포장했던 곳이다.

1차 전지는 충전이 불가능해 한번 쓰고 버리는 특성을 갖고 있다. 특히 1차 전지의 음극재로 활용하는 리튬 메탈은 물에 닿으면 격렬한 반응(스파크)을 일으킬 수 있다. 수분에 취약하기 때문에 심한 경우에는 폭발까지 벌어질 수 있다.

이번 사고가 발생한 공장은 1차 전지 가운데서도 리튬염화티오닐(Li-SOCl₂) 전지를 생산해 화재 발생 시 피해가 더욱 커졌다는 분석이다. 염화티오닐은 섭씨 140도 이상에서 물과 반응하면 염화수소 가스, 이산화황 같은 독성 물질을 발생시킨다. 이 때문에 리튬염화티오닐 전지는 화재 발생 시 더욱 위험하다는 평가를 받는다.

1차 전지는 제조할 때 무조건 완전충전(완충), 즉 100% 충전해야만 한다. 재충전이 불가능한 특징 때문이다. 에너지 밀도가 높아지기 때문에 보관 과정에서 그만큼 화재 위험성도 커진다.

반면 충전과 재활용이 가능한 전지는 '2차 전지'로 분류한다. 2차 전지는 음극재로 흑연(그라파이트)을 주로 활용한다. 1차 전지에 쓰이는 리튬 메탈과 비교하면 흑연은 상대적으로 구조가 안정적인 물질이다. 양극재와 음극재 사이에 이온(ion)만 통과하게 하는 분리막 기술도 1차 전지 대비 고도화돼 있다.

실제로 전기차는 2차 전지를 활용하기 때문에 신차를 출고할 때 배터리를 굳이 완충하지 않는다. 보관 및 운반 과정에서 안전을 확보하기 위한 조치다. 또 전기차용 2차 전지 분리막에는 세라믹 코팅을 한다. 열에 잘 견딜 수 있는, 즉 방열 기능을 높이기 위한 장치다.

제조 시설의 안전성도 2차 전지가 1차 전지보다는 높은 것으로 알려져 있다. 국내 기업이 운영하는 2차 전지 제조 시설은 대부분 '화재안전 중점관리 대상'에 포함돼 있기 때문이다. 화재의 예방 및 안전관리에 관한 법률(화재예방법)에 따르면 연면적 3만㎡ 이상 공장은 중점관리 대상으로 지정돼 소방당국의 특별조사나 점검을 받아야 한다.