현대차, 테슬라 등 LFP배터리로 전환 추세
리튬이온 배터리를 장착한 전기자동차(EV)는 화재가 발생할 확률이 낮지만 한번 화재가 발생했을 경우에 위험성은 아주 큰 것으로 드러나면서 자동차업계가 리튬인산화철(LFP) 배터리로 발빠르게 전환하는 추세다.
리튬이온 배터리를 장착한 전기차가 위험한 이유는 한번 화재가 발생하면 연소 속도와 세기가 워낙 강력해 진압에 어려움을 겪기 때문이다. 또 화재를 진압해도 한번 화재를 일으킨 배터리는 최초 화재가 발생한지 몇 시간 또는 며칠 후에 재점화될 가능성이 높아서 인양장, 정비소 및 기타 시설들이 위험에 처할 수 있다는 것이다.
채스 맥가비 미국 펜실베니아 로어메리온 소방서장은 최근 CNBC와의 인터뷰에서 "지난해 발생한 테슬라 모델S 플라이드 화재는 전기차에서 발생한 불길이 너무 뜨거워서 그 아래 도로까지 녹아내렸다"고 말했다. 수많은 신형 전기차 모델들이 도로를 달리고 있는 가운데 그는 "소방서에서 이런 화재들을 해결하고자 노력하고 있지만 화재 양상이 거의 매일 변하고 있다"고 토로했다.
에릭 워츠만 미국 메릴랜드에너지연구소장은 "리튬이온 배터리가 승용차를 움직일 수 있을 만큼 강한 화력을 내면서 발화에 취약해질 수 있으며, 특히 배터리가 손상되거나 결함이 있는 경우 더욱 위험하다"고 지적했다.
에릭 소장에 따르면 리튬이온 배터리는 가연성 액체전해질로 구성돼 있고 전극이 서로 가깝게 배치돼 있어 합선 가능성이 높다. 그는 "이 가연성 액체는 끓기 시작하는 열폭주(thermal runaway) 상황에 빠질 수 있으며, 이는 화재로 이어질 수 있다"고 설명했다.
다행히 배터리 전기차 화재가 빈번하지 않다는 점이다. 오토인슈어런스EZ(AutoinsuranceEZ) 연구에 따르면 내연기관 자동차의 점화 확률은 1.5%인데 비해, 배터리 전기차의 점화 확률은 0.03%에 불과하다. 고전압 배터리와 내연기관을 모두 갖춘 하이브리드 전기자동차는 화재 발생가능성이 3.4%에 달하는 것으로 조사됐다.
또 전기차는 내부에 고전압 배터리의 적정 작동온도를 유지하는 배터리관리시스템이 설치돼있어 배터리의 충전 및 방전 속도를 제어한다. 제조업체 측에서 배터리를 비롯한 이러한 시스템을 지속적으로 개선하면서 전기차의 안전성을 보장할 것으로 전망된다.
이에 테슬라는 최근 리튬이온 배터리에서 리튬인산화철(LFP) 배터리로 전환한다고 발표했다. 현대자동차와 포드, 폭스바겐을 포함한 주요 자동차 제조사들도 일부 전기차에 사용되는 니켈이나 코발트를 LFP로 대체하고 있다. LFP는 리튬과 인산철을 배합해 만든 양극재가 쓰인 배터리로, 니켈·코발트·망간(NCM)을 사용하는 삼원계 배터리보다 저렴하고 에너지밀도가 낮아 상대적으로 안정성이 높다.
폴 크리스텐슨 영국 뉴캐슬대학 전기화학과 교수는 리튬이온 배터리 화재와 안전에 초점을 두었을 때 일반적으로 LFP가 훨씬 안전하다"며 "결론적으로 전기차가 가솔린이나 디젤 연소모델보다 더 안전하다"고 강조했다.
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