[현장르포]삼성SDI 미션! 불붙지 않는 배터리를 증명하라

<사진=삼성SDI 울산사업장 내 전기차용과 ESS용 배터리를 생산하는 전지2동 전경>

□ 특수 소화시스템 적용 배터리, 강제 발화 테스트에서 화재 확산 없어
□ 시행중인 안전성 조치와 강화된 화재 방지 등 ‘투 트랙 체계’ 구축
□ ESS 생태계 복원 위한 실질적인 대책 가능성

삼성SDI는 23일, 울산사업장에 위치한 안전성 평가동에서 화재 확산 차단용 특수 소화시스템을 적용한 ESS 모듈 화재 테스트를 시연했다. 특별히 출입기자단 50여 명을 꾸려 이들이 직접 보는 앞에서 에너지 저장장치의 배터리에 붙은 불길이 곧바로 잡히는 것을 보이겠다는 취지였다.

지난 2017년부터 최근까지 발생한 ESS 화재는 모두 27차례. 비정상적으로 높은 수치에 국민 불안감은 커지고 안전과 관련해 감시기관과 여론의 뭇매를 맞고 있는 상황이라 화재 테스트는 시의적절해 보였다. 비록 화재 발생 비율은 삼성SDI 배터리를 탑재한 ESS보다 LG화학의 배터리를 탑재한 쪽이 더 많았지만 삼성SDI는 “꺼져가는 ESS 산업 생태계를 되살리려는 의지를 담은 것”이라고 밝혔다.

‘백문이 불여일견’. 수차례 사전 테스트를 거쳐 자신있는 듯 시연을 앞두고 삼성SDI 관계자들은 비교적 여유 있는 모습이었다. 이날 특수 소화시스템 시연은 △배터리 모듈의 소화시스템 효과 테스트와 △소화용 첨단 약품 작동 여부 등 두 가지로 진행됐다.


<사진=삼성SDI 허은기 전무(왼쪽)가 신개념 열 확산 차단재와 이미 적용된 외부 고전압, 고전류 차단 장치들에 대해 설명하고 있다>

□ 특수 소화시스템 시연…화재 확산 방지 효과 입증

삼성SDI는 먼저, 특수 소화시스템이 장착된 모듈과 장착되지 않은 모듈을 놓고 화재 재연 시험을 실시했다. 간단하게 직접 보여주겠다며 허은기 삼성SDI 중대형 시스템 개발팀장은 첨단 약품이 들어있는 주황색 소화 부품을 가스버너 불 위에 올렸다. 플라스틱이 녹아내리거나 불길이 번질 것으로 예상했지만 ‘타닥타닥’하는 소리와 함께 10초가량 지나자 불이 꺼지는 것이 확인됐다. 불에 직접 닿았던 모듈 커버가 어떠한 화재 흔적도 없던 점은 인상적이었다. 허 팀장은 “타닥거리는 소리는 약품이 불꽃 위로 쏟아지는 소리”라면서 “순식간에 불길을 잡을 수 있다”고 강조했다.

이제는 본격적으로 특수 소화시스템이 적용된 배터리 모듈의 강제 발화 테스트가 진행됐다. 이 테스트는 예기치 않은 요인으로 셀이 발화되었을 때 특수 소화시스템이 작동해 셀의 발화와 인근 셀로의 화재 확산 방지 여부를 확인하는 극단적인 테스트였다. 안전을 이유로 참관자들은 모니터를 통해 시연 결과를 지켜봤고, 국제규격에 맞춘 방호벽 안에서 소화용 첨단약품의 효과를 입증하는 시연이 진행됐다.

우선 특수 소화시스템이 적용된 모듈의 셀을 강철못으로 찔러 강제 발화시켰다. 시간이 지나 한 개의 셀에서 연기와 함께 불꽃이 발생하자 소화시스템이 곧바로 작동해 불꽃을 잡았다. 연기는 그 후로도 지속됐지만 불길은 보이지 않았고, 화재가 확산하지도 않았다. 특히, 셀과 셀 사이에 추가로 설치한 열 확산 차단막이 인접 셀로 열기가 번지는 것을 막는다는 것도 입증했다. 화재를 일으킨 셀은 순식간에 300도까지 도달하면서 강한 열을 뿜었지만 바로 양 옆에 있는 셀은 20도에서 30도 사이의 안전한 온도 범위를 유지했다.

반면, 소화시스템이 적용되지 않은 모듈은 시간이 지나면서 불꽃과 연기가 더욱 강하게 발생하더니 채 5분도 안 돼 인접한 셀로 불길이 번져 모듈이 모두 타버렸다.


<사진=삼성SDI 중대형System개발팀장 허은기 전무(오른쪽)가 ESS용 특수 소화시스템의 효과를 설명하고 있다. 특수 소화시스템이 적용된 ESS 모듈커버에 불을 붙이자 불이 수초 내 꺼져 모듈 커버에 화재 손상이 없었지만(사진 오른쪽) 특수 소화시스템이 적용되지 않은 ESS 모듈커버는 불에 녹아 구멍이 날 정도로 손상을 입었다(사진 왼쪽)>

□ ESS 생태계 복원을 위한 실질적 안전성 강화 조치

삼성SDI 관계자는 “비록 자사의 배터리가 화재의 원인은 아닌 것으로 밝혀졌지만 최근 잇따르고 있는 ESS화재로 인해 국민과 고객을 불안하게 해서는 안 된다는 최고경영진의 강력한 의지가 있었다”면서 “고강도 안전 대책을 마련한 바 있다”고 강조했다.

삼성SDI는 ▷외부 전기적 충격에서 배터리를 보호하기 위한 3단계 안전장치 설치 ▷배터리 운송이나 취급 과정에서 충격 여부를 확인할 수 있는 센서 부착 ▷ESS 설치 및 시공 상태 감리 강화와 시공업체에 대한 정기교육 실시 ▷배터리 상태(전압, 전류, 온도 등)의 이상 신호를 감지해 운전 정지 등의 조치를 할 수 있는 펌웨어 업그레이드 등을 설치해왔다고 설명했다.

이와 함께 “추가로 예기치 않은 요인에 따른 화재 확산을 근원적으로 차단하기 위한 특수 소화시스템을 이달부터 국내 전 사이트에 적용한다”고 밝히고, “고객사의 기존 제품에 추가로 탑재하는 소화시스템은 자체 부담으로 설치한다”고 말했다.

전영현 삼성SDI 사장도 이날 배터리 안전성 테스트 현장을 처음부터 마지막까지 함께했다. 전 사장은 모든 시연을 마치고 “우리 배터리가 시장에 출하되기 전에 품질과 안전을 선제적으로 컨트롤해야 한다”며 “안전은 어느 무엇과도 바꿀 수 없는 가장 중요한 경영원칙”이라고 강조했다.

<사진=삼성SDI 전영현 사장(가운데 오른쪽)과 허은기 전무(가운데 왼쪽)가 안전성 평가동에서 실시한 소화시스템 시연에 참석해 ESS 안전성 대책에 대해 설명하고 있다.>