이차전지는 다양한 종류가 있는데, 리튬 이온 배터리가 흔히 사용됩니다. 높은 에너지 밀도와 비교적 긴 수명의 장점 덕분에 다양한 기기에 탑재되고 있죠. 그러나, 최근 발생했던 에어부산 항공편 화재의 원인으로 리튬 이온 보조 배터리가 주목받은 만큼, 안전성 측면에서 배터리 관리에 대한 관심이 커지고 있습니다.

스웰링 현상, 이유가 뭔데?

배터리 사고 중에서 배터리가 부푸는 현상을 스웰링(Swelling)이라 하는데요. 배터리가 부풀어 부피가 커지게 되면 다른 부품에 압력을 주어 기기 손상을 일으키고, 자칫하면 화재를 유발할 수 있기 때문에 이를 최대한 사전에 방지하는 게 좋습니다. 이번 이럴땐 이렇게!에서는 리튬 이온 배터리가 부푸는 이유와 이미 부푼 배터리를 처리하는 방법에 대해 다뤄보겠습니다.

스웰링 현상은 왜 나타날까요? 바로 배터리 내부에 발생한 기체 때문입니다. 리튬 이온 배터리는 내부에 들어있는 리튬의 이동에 의해 배터리가 충전 및 방전됩니다. 이때 리튬의 이동을 효율적으로 운반하는 전해질이 함께 존재하는데, 이 물질이 증발하며 발생하는 가스가 압력을 주어 배터리를 팽창하게 합니다.

일반적으로 전해질의 기화를 유발하는 원인으로는 과열, 과충전, 물리적 손상 등이 있고, 제조 결함 및 노화가 꼽히기도 합니다. 예컨대, CPU, GPU 등을 활용한 고성능 컴퓨팅 작업 시 발생하는 열이 배터리로 전달될 경우, 장시간 직사광선에 기기가 노출되는 경우 등입니다. 또한 배터리가 100% 충전이 완료됐음에도 불구하고, 오랜 시간 계속 충전하는 것도 원인이 될 수 있습니다. 반대로 과방전이 되는 경우도 주의해야 합니다.

리튬 이온 배터리 스웰링, 이렇게 예방하자

배터리 관리 시스템(BMS) 회로 도입 후 배터리 스웰링 현상은 줄었지만, 화재를 유발하는 위험성은 여전히 존재합니다. 이미 부푼 배터리가 아니더라도 리튬 이온 배터리는 찔리거나 손상되면 바로 폭발할 수 있는 위험이 존재하므로 항상 주의해야 합니다. 평소 리튬 이온 배터리가 부착된 기기를 사용할 때는 기기와 함께 제공되는 정품 충전기를 사용합니다. 적절한 배터리 충전 및 방전, 과열 방지에 신경 쓰고, 기기에 물리적 충격을 가하지 않도록 유의합니다. 특히 배터리는 최대 5년을 넘지 않도록 사용하는 것이 좋습니다.

애플, 삼성 등 스마트폰 제조사는 배터리 노화를 방지하기 위해 배터리 온도 관리 하드웨어 및 소프트웨어 시스템을 탑재합니다. 그럼에도 소비자에게 0도 이하 저온 또는 35도 이상의 고온에 기기를 두지 않고, 완전히 충전 또는 방전되지 않도록 권장합니다. 삼성전자는 장시간 충전기를 꽂고 있는 경우 배터리 보호 모드를 켜고, 100% 충전 완료 후에는 충전기로부터 제품을 분리하라고 제시합니다. 또한 오랜 기간 배터리 미사용 시 과방전을 막기 위한 스마트 배터리 파워 오프(Smart Battery Power Off) 기능을 제공합니다.

눈에 띄게 부푸는 보조 배터리뿐만 아니라 기기에 내장된 배터리도 부풀어 오른 모습을 식별할 수 있습니다. 예컨대, 노트북 배터리가 팽창하면 디스플레이, 버튼, 키보드 패드가 정상 배열에서 밀려납니다. 휴대전화는 케이스가 꽉 껴서 맞지 않거나, 버튼이 뻑뻑하고, 디스플레이 접촉 시 눌리는 느낌이 불편할 수 있습니다. 또한 단 냄새, 금속 냄새, 아세톤 냄새가 날 수 있고, 흔들면 소리가 날 수 있습니다.

이미 부풀었다면…일반 쓰레기통에 폐기 금지!

이미 배터리가 부풀었다면 어떻게 할까요? 부푼 배터리는 폭발 직전의 상태이기 때문에 빠르게 기기의 작동을 멈추고, 배터리를 최대한 방전시킨 후 폐기해야 합니다. 소금물로 염수를 만들어 배터리를 담가 빠르게 방전시킨 후 버리는 방법이 알려졌지만, 제대로 침수되지 않을 경우 위험성이 존재한다는 연구 결과가 존재하기 때문에 주의해야 합니다.

일체형 스마트폰 및 노트북, 보조 배터리 외에 구형 스마트폰 등 배터리가 분리되는 기기더라도 부푼 배터리는 배터리를 분해하면 안 됩니다. 이러한 경우, 일반 쓰레기통이나 분리수거함에 버려서는 안 되며, 랩이나 절연 테이프로 감싸 아파트, 가까운 주민센터, 행정복지센터, 구청 등에 배치된 전용 수거함에 버려야 합니다. 다만, 대형 배터리는 지자체별 문의 후 배출합니다. 배터리 제조사 서비스센터, 공식 수리업체 등을 통해 정확한 처리 방법을 문의하는 것도 좋습니다.

수도권자원순환센터에서 운영하는 휴대전화 수거 프로그램 ‘나눔폰’을 이용하는 것도 방법입니다. 나눔폰은 휴대전화 유해 물질을 친환경적으로 처리하고, 이 과정에서 발생하는 수익금을 기부하는 프로그램입니다. 오래 방치된 배터리 및 충전기, 파손된 배터리도 수거하기 때문에 유용합니다. 먼저 휴대전화의 개인 정보를 백업하고, 초기화한 후 수거를 신청하면, 지정 택배사에서 방문 수거해갑니다. 탄소중립포인트 및 기부금 영수증도 발급받을 수 있습니다.

한편, 배터리에서 연기가 나거나 불이 붙었다면, 화재 상황에 대처하듯 즉시 물, 모래, 베이킹 소다, 소화기 등으로 산소를 차단해 진화합니다. 연기를 흡입하지 않도록 주의하고, 내화성 도구를 사용하며 손으로 배터리를 만지지 않습니다. 최대한 초기 진압하되, 즉시 신고해 도움을 받도록 합니다.

IT동아 김예지 기자 yj@itdonga.com