ESS 화재 예방을 위해 배터리 셀 온도를 제어하는 것이 가장 중요하다는 주장이 나왔다. 현재 ESS의 배터리제어시스템(BMS)은 셀의 온도를 감지만할 뿐 제어하지 못하기 때문에 전기차처럼 온도제어시스템(TMS)을 적용하는 것이 해결방안 중 하나로 제시됐다.
8일 한국ESS산업진흥회 주관으로 건국대학교 새천년기념관에서 열린 ‘ESS 화재 예방 및 안전 기술 세미나’에서 강의를 맡은 하윤철 한국전기연구원 전지연구센터 책임은 셀 온도 제어의 중요성에 대해 강연했다.
하 책임에 따르면 리튬은 기본적으로 효율적이지만 불안정한 물질이다. 리튬이온 배터리는 충·방전을 반복하다보면 덴드라이트(금속 표면 어느 한 부분에 비정상적으로 성장하는 나뭇가지 모양의 결정)가 발생할 수 있고, 외부 온도와 환경에 의해 셀 내 분리막이 손상될 수 있다. 이는 모두 내부 단락을 일으켜 열폭주를 발생시키고 화재로 이어질 수 있다.
하윤철 책임은 셀 내부 온도가 150˚Ｃ를 넘어가면 전극을 보호하는 SEI 층이 분해되기 시작하고, 분리막이 녹기 시작한다고 설명했다. 양극과 음극이 섞여 내부단락으로 이어지기 전에 온도를 제어할 수 있는 시스템이 필요한 이유다.
TMS는 배터리의 셀 온도를 관리할 수 있는 시스템이다. 배터리에 있는 BMS는 셀 온도가 비정상적으로 높아지는 것을 감지해 낼 수 있다. 리튬이온 배터리가 온도에 민감하기 때문에 필요한 기능이다. 하지만 BMS는 온도를 감지만 할 수 있고 조절할 수 있는 기능은 없다.
이 때문에 하윤철 책임은 열폭주를 방지할 수 있도록 ESS 배터리에도 TMS를 적용해야 한다고 주장했다. 내부 단락과 발열이 발생하더라도 온도 조절을 통해 화재 예방과 확산 방지가 가능하다는 설명이다.
한편 이날 세미나에서는 ▲ESS 사고 사례 분석과 표준화 추진 동향 ▲BMS 보완 대책 ▲열폭주 현상과 대책 ▲ESS 설계 및 시공 전문성 제고 방안 등에 대한 강의가 진행됐다.
