리튬이온배터리의 화재 원인은 여러 가지가 있을 수 있으며, 배터리의 구조적 문제, 외부 환경 또는 불량 상태 등이 복합적으로 작용할 수 있습니다. 리튬이온배터리에서 화재가 발생하는 주요 원인은 다음과 같습니다:

1. 과충전

배터리가 과충전되면 내부 압력이 상승하고, 전해질이 가열되어 화학 반응을 일으킬 수 있습니다. 이로 인해 배터리 내부 셀이 파손되고, 화재나 폭발을 일으킬 수 있습니다.

이를 방지하기 위해 대부분의 리튬이온배터리는 **배터리 관리 시스템(BMS)**을 사용하여 과충전을 방지하지만, BMS의 오류나 고장이 발생할 수 있습니다.


2. 과방전

과방전은 배터리가 너무 많이 방전되어 전압이 너무 낮아지는 경우를 말합니다. 이 경우 배터리 셀이 불안정해져 내부 단락이나 화재를 일으킬 수 있습니다.

**배터리 관리 시스템(BMS)**이 과방전을 방지하지만, BMS의 고장이나 셀 불균형이 원인이 될 수 있습니다.


3. 배터리 셀의 불균형

리튬이온배터리는 여러 개의 배터리 셀을 병렬 또는 직렬로 연결하여 사용합니다. 각 셀의 전압 차이가 커지면 불균형 상태가 발생할 수 있습니다. 불균형이 심화되면 셀 과열, 발열, 화재의 원인이 됩니다.


4. 배터리 내부 단락 (Internal Short Circuit)

배터리 내부에서 단락이 발생하면 고온이 발생하고, 이는 배터리의 파손과 함께 화재를 일으킬 수 있습니다.

내부 단락은 제조 불량, 셀의 손상, 또는 과도한 충전/방전 등으로 발생할 수 있습니다.


5. 물리적 손상

배터리 외부 충격, 떨어뜨림, 과도한 압력 등으로 배터리 내부 셀이 손상될 수 있습니다. 이로 인해 단락, 과열, 화재가 발생할 수 있습니다.

배터리가 외부 충격을 받으면, 내부 전해질이 유출되거나 전기 회로가 연결되어 화재를 일으킬 수 있습니다.


6. 과열

리튬이온배터리는 고온 환경에서 작동할 때 과열될 수 있습니다. 충전 중 과열이나 과도한 방전은 배터리 셀의 파손을 초래하고, 화재를 일으킬 위험이 있습니다.

배터리의 온도가 일정 범위를 초과하면 리튬금속이 가열되어 화학 반응을 일으켜 화재를 유발할 수 있습니다.


7. 배터리의 품질 문제 (불량 배터리)

제조 불량이나 품질 관리 부족으로 인해 배터리 내부에 불량 셀이나 불량 회로가 존재할 수 있습니다. 이 경우, 충전 시 과열이나 단락 등의 원인으로 화재가 발생할 수 있습니다.

저품질 배터리나 비인증 배터리는 일반적으로 안전성이 떨어지며, 화재 위험이 더 높습니다.


8. 불완전한 충전기 사용

불완전한 충전기를 사용하거나 저품질 충전기를 사용하면, 배터리와 충전기 간의 호환성 문제로 인해 과전압, 과충전, 과열이 발생할 수 있습니다. 이로 인해 화재가 일어날 수 있습니다.


9. 배터리 관리 시스템(BMS) 고장

배터리 관리 시스템(BMS)은 배터리의 안전을 위해 충전, 방전, 온도 관리, 전압 관리 등을 제어합니다. BMS의 오류나 고장이 발생하면 배터리 보호 기능이 제대로 작동하지 않아서 과충전, 과방전, 과열 등이 발생하고, 이로 인해 화재가 발생할 수 있습니다.


10. 배터리 사용 기간 초과

배터리가 사용 기간을 초과하거나 배터리 수명이 다 된 경우, 배터리 성능이 급격히 저하됩니다. 이로 인해 충전 중 과열이나 셀 파손이 발생할 수 있으며, 화재의 위험이 커집니다.



---

화재 예방을 위한 조치:

1. 인증된 배터리 및 충전기 사용


2. 정기적인 점검을 통해 배터리의 상태와 BMS를 확인


3. 과충전, 과방전을 피하고, 권장 충전 수준을 유지


4. 배터리 보호 장치가 제대로 작동하는지 확인


5. 고온 환경에서 배터리를 사용하지 않도록 주의


6. 배터리 충전 시 충전기와 배터리가 제대로 연결되어 있는지 확인


7. 배터리를 충격을 받지 않도록 안전하게 보관하고 사용



배터리의 화재를 예방하려면, 안전한 사용 방법과 정기적인 점검이 매우 중요합니다.