리튬이온 배터리 주요 이슈 5가지와 실전 해결책

"리튬 배터리 발화, 폭발..." 또 이런 뉴스를 접하면 한숨만 나옵니다. 리튬이온 배터리가 널리 쓰이는 만큼 유사 사고는 빈번합니다. 이번 글에서는 리튬이온 배터리 사고의 주요 원인 5가지와 해결책을 공유합니다. 도움 되시길 바랍니다.

증상 1: 저전압 (2V 미만)

전압이 2V 미만이면 내부 구조 손상, 수명 저하 발생.

원인 1: 높은 자가 방전 → 저전압 유발

해결: 과전압 보호 기능이 있는 충전기로 베어 배터리 직접 충전. 범용 충전기 사용 금지(위험).

원인 2: 불균등 전류 → 접촉 저항이나 충전 감지 문제로 셀 간 충전 불균형. 단기 보관(12시간)엔 전압 차 미미하나 장기 보관 시 큰 차이 발생.

해결: 품질 문제가 아니며 충전으로 해결 가능.

원인 1: 측정 장비 차이 → 정밀도 부족 또는 접촉 저항 미제거 시 내부 저항 과대 표시.

해결: AC 브리지 방식으로 내부 저항 측정.

원인 2: 장기 보관 → 과도한 용량 손실, 내부 패시베이션, 내부 저항 증가.

해결: 충방전 활성화로 해결.

원인 3: 비정상 발열 → 스폿 용접, 초음파 등 공정 중 과열로 분리막 열폐쇄, 내부 저항 급증.

해결: 제조사는 용접 공정 특별 관리, 품질 검사 강화 필요.

충전 시 자연 팽창하나 보통 0.1mm 이하. 과충전 시 전해질 분해, 내부 압력 상승 → 팽창.

해결: 과충전 금지, 특히 12시간 이상 연속 충전 금지.

공정 이상(단락, 과열 등) → 내부 과열, 전해질 분해, 팽창.

해결: 제조사는 공정·작업 환경 엄격 관리, 단락·과열 방지.

사이클 반복 시 두께 증가. 50주 이후엔 더 이상 증가 안 함. 정상 증가폭 0.3~0.6mm.

해결: 정상 반응. 케이스 두께 늘리거나 내부 소재 줄여 팽창 억제 가능.

원인 1: 잘못된 스폿 용접 위치

해결: 정확한 위치는 바닥면 또는 'A' 또는 '-' 표시면. 미표시면과 넓은 면은 스폿 용접 불가.

원인 2: 과대 스폿 용접 전류 → 니켈 스트립 품질 불량으로 대전류 필요 → 고온 → 내부 단락.

해결: 양질의 스폿 용접용 니켈 스트립 사용.

원인 3: 높은 자가 방전 → 배터리 자체 높은 자가 방전 탓도 일부.

해결: 제조사는 전해질 적합성·조립 공정 점검, 무진 환경 관리.

원인 1: 과충전 → 보호 회로/검출 캐비닛 오작동으로 5V 초과 충전 → 전해질 분해, 격렬한 내부 반응, 내부 압력 급상승 → 폭발.

원인 2: 과대 초음파 에너지 → 플라스틱 케이스 초음파 용접 시 에너지가 너무 강해 내부 분리막 용융 → 양극·음극 직접 단락 → 폭발.

원인 3: 용접 중 폭발 → 대전류로 스폿 용접 시 양극·음극 단락 → 폭발.

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