배터리 화재, 이렇게 무섭다…“1분에 온도 300도, 40초에 가시거리 0”

국립소방연구원, 리튬배터리 화재 실험
배터리 폭발 40초 만에 가시거리 0으로
배터리 내부 온도, 최대 1600도까지 상승
“대용량 배터리 화재 시 대피가 최우선”

ⓒ뉴시스

“펑”

폭발음과 함께 불길이 삽시간에 치솟았다. 컨테이너 내부는 순식간에 연기로 가득 찼고, 벽면에 설치해둔 폐쇄회로(CC)TV는 불과 1분여 만에 까맣게 녹아내렸다.

국립소방연구원은 지난 1일 충남 청양군에 위치한 충청소방학교에서 리튬배터리 화재 실험을 진행했다.

최근 부산 만덕동과 서울 마포 아파트에서 배터리 폭발로 추정되는 화재가 잇따라 발생하자, 연구원은 실내에서 배터리 화재가 발생했을 때의 상황을 재현한 실험을 진행했다.

연구원은 실내 거주공간과 비슷한 크기(길이 6ｍ, 폭 3ｍ, 높이 2.6ｍ)의 컨테이너 안에 전기 오토바이에 사용되는 탈착식 대용량 배터리를 설치하고, 열폭주를 유도하기 위해 히터로 열을 350도(℃)까지 가했다.

이번 실험에 사용된 배터리는 전압 71.4볼트(V), 용량 약 5.5암페어아워(Ah)인 대용량 배터리로, 실제 화재 현장에서 문제를 일으킨 것으로 추정되는 제품과 비슷한 모델이었다.

컨테이너 안에는 내부 온도를 비롯해 연기, 가스, 소음, 압력 등을 측정할 19개의 센서와 인명 피해를 가늠하기 위한 마네킹도 설치됐다.

실험이 시작된 지 약 26분이 지나자 하얀 오프가스(배터리 내부 압력 상승으로 분출되는 가스)가 뿜어져 나오면서 컨테이너 내부를 가득 메웠고, 곧바로 불길이 치솟았다.

실험 직후 연구원이 확인한 결과 가시거리는 불과 약 40초 만에 0으로 줄어 시야 확보가 불가능한 상태가 됐다.

실내 온도는 배터리 폭발이 일어난 지 약 1분 이내에 300도를 넘어섰고, 배터리 내부 온도는 최대 1400~1600도까지 올랐다.

컨테이너 유리창은 금이 가고, 화재 장면을 기록하기 위해 컨테이너 내부에 설치된 CCTV는 1분6초 만에 전부 녹아내렸다.

실험에 사용된 마네킹도 팔·다리 할 것 없이 온몸이 까맣게 그을려 있었다.

연구원이 과거 진행한 배터리 폭발 실험에서는 내부 평균 온도가 235도였지만, 특정 지점에서는 순간적으로 500도까지 치솟기도 했다.

부산소방재난본부 관계자는 “55초에서 1분 정도가 됐을 때 실내 온도가 300도 이상이 되는 현상이 발생했는데, 이는 대피할 수 있는 골든 타임이 1분밖에 되지 않는다”고 말했다.

스프링클러가 작동하면 결과가 달라질까. 연구원은 같은 조건에서 내부 온도가 72도에 이르면 반응하는 스프링클러에 물을 채워넣고 다시 실험을 진행했다.

그 결과 굉음과 함께 26여분 만에 배터리가 폭발했고, 약 30초간 화염이 거세게 솟구쳤다.

겉으로 보기에는 첫 번째 실험과 비슷한 양상으로 열폭주가 일어났지만, 스프링클러가 작동하면서 컨테이너 내부의 평균 온도는 다소 낮아진 것으로 확인됐다.

또 첫 번째 실험에서는 컨테이너 안에 설치된 장비 대부분이 녹아내렸지만, 스프링클러가 터진 천장 주변과 일부 장비는 보존돼 있었다.

다만 김수영 국립소방연구원 화재원인분석팀장은 “곳곳에는 내부 온도가 순간 800도까지 올라갔다”며 “(스프링클러가) 연소 확대는 방지할 수 있지만, (폭발) 초기에 인명 피해는 막기 어렵다”고 설명했다.

배터리 화재가 다른 방에서 발생한다면 스프링클러가 불길 확산을 늦춰 대피하기까지 시간을 벌 가능성은 있다. 김 팀장은 “추가로 진행할 실험에서 이를 확인해볼 예정”고 덧붙였다.

전문가들은 대용량 배터리 화재의 경우 초기 진압보다는 대피가 최우선이라고 강조했다.

김 팀장은 “전동킥보드나 전기오토바이 배터리는 짧은 순간에 실험에서처럼 방 안 온도를 30초 만에 500도까지 끌어올린다”며 “실내 보관이나 충전은 피하고, 특히 현관·출입구·비상구 등에 두지 않는 것이 중요하다”고 당부했다.

[청양=뉴시스]