지게차 리튬 배터리에 화재가 발생하는 이유

리튬이온 배터리 발화의 본질은 배터리 내부의 열이 설계 의도대로 방출되지 않아 내부 및 외부 가연성 물질의 발화점을 유발한다는 점이다. 그 주된 이유는 외부 단락, 외부 고온 및 내부 단락입니다.
1. 내부 단락: 과충전 및 방전으로 인한 수지상 돌기, 배터리 생산 중 불순물 및 먼지와 같은 배터리의 남용으로 인해 성능이 저하되고 관통 막을 형성하여 미세 단락이 발생합니다. 전기 에너지의 방출은 온도 상승으로 이어지고, 온도 상승으로 인한 물질 화학 반응은 단락 경로를 확장하여 더 큰 단락 전류를 형성합니다. 이러한 누적되고 상호 강화되는 손상은 열 폭주로 이어집니다.
2. 외부 단락: 전기 자동차를 예로 들어 보겠습니다. 실제 차량 운행 중에 위험이 발생할 가능성은 매우 낮습니다. 첫째, 전체 차량 시스템에는 퓨즈 및 배터리 관리 시스템 BMS가 장착되어 있습니다. 둘째, 배터리는 단기적인 고전류 충격을 견딜 수 있습니다. 극단적인 경우 단락 지점이 차량 퓨즈를 교차하고 BMS가 고장나는 경우 외부 단락이 길어지면 일반적으로 회로의 약한 연결 지점이 연소되어 배터리에 열폭주 현상이 거의 발생하지 않습니다. 요즘 많은 PACK 회사에서는 회로에 퓨즈를 추가하는 방법을 채택하여 외부 단락으로 인한 피해를 보다 효과적으로 피할 수 있습니다.
3. 외부 고온 : 리튬 배터리 구조의 특성으로 인해 SEI 필름, 전해질, EC 등은 고온에서 분해 반응을 겪습니다. 전해질의 분해 생성물은 양극 및 음극과도 반응하여 배터리 셀 분리막이 녹아 분해됩니다. 여러 반응으로 인해 많은 양의 열이 발생합니다. 다이어프램이 녹아 내부 단락이 발생하고 전기 에너지 방출로 인해 열 발생이 증가했습니다. 누적적이고 상호보강적인 파괴효과로 인해 배터리 셀의 방폭막이 파열되고 전해액이 분사되며 연소 및 화재가 발생하게 됩니다.