배터리가 점점 대형화될수록 위험성이 커지는 이유가 무엇인가요?
배터리는 점점 대형화될수록 리스크가 더커진다고 하던데요
그렇다면 소형일때는 큰 문제가 아닌데 대형화될수록 위험성이 커지는 이유가 무엇인가요?
배터리는 대체로 전기를 저장하거나 방출하는 과정에서 열과 가스를 발생시키기 때문에, 대형 배터리일수록 더 많은 열과 가스가 발생할 가능성이 큽니다. 이는 대형 배터리의 용량이 더 크기 때문입니다. 또한, 대형 배터리는 일반적으로 개별적인 셀들이 많이 모여 하나의 전지를 구성하기 때문에, 셀 간의 열, 압력 및 전압 차이가 더 커질 수 있습니다. 이러한 차이는 셀 간의 불균형을 유발할 가능성이 크며, 이는 전지의 안정성과 수명을 감소시킬 수 있습니다.
안녕하세요, 전문가 김찬우 입니다.
배터리가 대형화 될 수록 내부의 전해질의 양은 커지게 되므로 폭발이 대형화 될 수 있기 때문입니다.
일반적으로 배터리가 대형화 될 수록 발생되는 전력량 만큼 높은 열이 발생하게 됩니다. 그리고 안정성도 떨어집니다. 이를 안정화 시키기 위해 배터리가 버틸 수있는 최대한의 크기로 만들어 벽처럼 쌓아서 전기차 배터리로 사용하게 됩니다.
배터리를 대형화 한다고 해도 전해질량만 늘리는 것이 아니라 안정된 크기의 배터리가 층층히 쌓여있는 것이라 평상시에는 안정적이지만 외부 충격이나 과전류 등이 흐르게 되어 내부에 화재가 발생할 경우 그 전파 속도가 매우 빠르고 화력역시 아주 강하여 전기차 배터리에서 발생하는 화재는 열폭주 라고 부를정도로 위험합니다.
그래서 일반적인 소화기로는 소화시킬 수 없어 자동차 자체를 수조에 담궈서 열과 불길을 제어 하고 있을 정도 입니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드리며, 도움이 되셨다면 '추천'과 '좋아요' 부탁드리겠습니다. 추가로 궁금하신 사항이 있으시면 언제든지 댓글달아주시면 답변 드리겠습니다:)
대형화될 수록 셀의 갯수가 늘어나고 셀이 많을수록 제어하기가 어렵습니다.
그렇기 때문에 배터리가 커질수록 리스크가 커지는 것인데요. 또한 열폭주가 일어날 경우 배터리가 크다는건 셀이 많다는 것이니 결국 폭발력도 상당하기에 위험성이 커지는 것입니다.
배터리가 점점 대형화될수록 위험성이 커지는 이유는 여러 가지가 있어요.
먼저, 배터리가 대형화되면 에너지를 더 많이 저장하게 돼요. 더 많은 에너지가 저장된다는 것은, 만약 문제가 발생했을 때 더 큰 에너지 방출이 있을 수 있다는 뜻이죠. 예를 들어, 배터리에 단락(short circuit)이 발생하면, 작은 배터리는 상대적으로 적은 에너지만 방출하지만, 큰 배터리는 매우 많은 에너지를 한꺼번에 방출할 수 있어서 화재나 폭발로 이어질 가능성이 커져요.
또한, 대형 배터리는 내부의 셀 수가 많아지기 때문에 관리가 더 복잡해져요. 각 셀은 모두 일정한 전압과 온도로 유지되어야 하는데, 대형 배터리에서는 이 작업이 더 어려워져요. 만약 하나의 셀이라도 문제가 생기면 그 영향이 전체 배터리로 퍼질 수 있어요. 이는 연쇄적인 문제를 일으켜 더 큰 위험을 초래할 수 있어요.
그리고 대형 배터리는 열 관리가 더 어려워요. 배터리가 작을 때는 내부에서 발생하는 열을 쉽게 분산시킬 수 있지만, 배터리가 커질수록 열을 효율적으로 방출하기가 어려워요. 열이 제대로 방출되지 않으면, 배터리 내부 온도가 높아져서 열 폭주(thermal runaway) 현상이 발생할 수 있어요. 이 경우, 배터리가 과열되어 폭발할 위험이 있어요.
또한, 대형 배터리는 물리적으로 크고 무거워서 운반이나 설치 과정에서도 더 많은 주의가 필요해요. 물리적인 충격이나 압력이 가해졌을 때 손상될 가능성이 크고, 이는 안전사고로 이어질 수 있어요. 소형 배터리는 상대적으로 취급이 간편하고, 손상될 위험이 적지만, 대형 배터리는 그만큼 더 조심스럽게 다뤄야 해요.
결국, 배터리가 대형화될수록 더 많은 에너지를 저장하게 되고, 관리와 열 방출이 어려워지며, 물리적인 취급도 더 복잡해져서 위험성이 커지게 되는 거죠. 따라서 대형 배터리를 사용할 때는 이러한 위험 요소들을 잘 관리하고 대비하는 것이 중요해요.