[와이뉴스] 방전 시 리튬 이온(원자)˚이 음극에서 양극으로, 충전 시에는 반대인 양극에서 음극으로 이동하는 원리를 이용한, 충전과 방전을 반복할 수 있는(이 과정을 오래 반복해도 충전율이 떨어지지 않는) 2차 전지다.

가벼운 무게, 높은 에너지 밀도, 긴 수명 등의 장점으로 스마트폰, 노트북, 전기차, 휴대용 선풍기, 로봇청소기, 전동 공구류, 에너지 저장 시스템, 태양광 풍력 설비 등 다양한 분야에서 사용된다.

외부충격, 과충전, 고온 등에 민감해 이로 인한 열폭주 및 화재 위험의 문제도 존재한다.

한 매체에서의 이덕환 명예교수(서강대 화학과)의 설명에 따르면, 리튬 이온 배터리는 1990년대 개발이 되어 20여 년 사용하고 있는 새로운 유형의 배터리로, 제일 가벼운 금속 원소인 리튬의 이온을 마이너스 극에서 플러스 극으로 이동시키는 과정에서 외부 회로에 전류가 흐르도록 만들어 놓은 장치이며, 전기줄이 없는 전자제품은 모두 리튬 이온 배터리라고 생각하면 된다고 전한다.

앞선 9월 26일 오후 8시 15분경 발생한 국가정보자원 화재의 경우, 배터리 내부의 분리막 훼손이 직접적인 원인으로 보인다고 전했다.

배터리 내부에 음극 쪽에 모여 있는 리튬 이온이 양극으로 함부로 건너가지 못하게 막아주는 역할을 하는 아주 얇은 플라스틱으로 된 막이 있는데, 이 분리막이 어떤 이유로든 찢어지거나 훼손되면 생기는 구멍으로 리튬 이온이 한꺼번에 대량으로 이동하며 열이 발생하게 되고, 이것이 화재의 원인이라고 볼 수 있다는 것이다.

분리막 훼손에는 두 가지 가능성이 있는데, 외부에서 충격이나 변형을 시켜서 안에 있는 얇은 막이 찢어지게 되는 경우와, 또 하나는 배터리를 잘못 만들거나 오래 사용하는 경우에 분리막이 저절로 훼손이 되는 경우다. 이 때 배터리 내부에 있는 전해질*이라는 액체 용액에서 바늘 모양의 침전물이 생성되고 이 뾰족한 침전물이 생성돼 그게 분리막을 찔러 찢어지면 그 커진 틈새로 리튬 이온이 대량으로 이동하며 열 발생으로 화재가 일어나게 되는 것이다.

˚이온(ion): 전자를 잃거나 얻어 전기적인 전하(물체가 띠고 있는 정전기의 양)를 띤 원자 또는 원자단.

*전해질: 수분에 녹아 전하를 띠는 물질.