 정부가 국내에 시판하는 모든 전기차에 대해 배터리 정보 공개를 권고하면서 거의 모든 자동차 제조사들이 자사 홈페이지에 배터리 정보를 게시하고 있다.
14일 기준 현대차·기아, KG모빌리티, BMW, 메르세데스-벤츠, 폭스바겐, 아우디, 볼보, 스텔란티스 등 9개 완성차 브랜드가 배터리 정보를 공개했다.
테슬라와 GM은 아직 공개전이다.
현재까지 공개된 국내 시판중인 전기차 모델 78종중 중국산 배터리를 탑재한 모델은 25대로 전체의 32%를 차지한다.
나머지는 LG에너지솔루션, SK온, 삼성SDI 등 국산 배터리를 사용하고 있다.
지난 1일 인천 청라 아파트 지하 주차장에서 발생한 전기차 화재로 막대한 재산 피해가 발생하며 전기차에 대한 불안감이 확산하자 배터리 정보를 공개해야 한다는 지적이 잇따랐다.
특히 화재가 발생한 벤츠 EQE350+ 차량이 당초 알려졌던 것과 달리 중국 파라시스 배터리를 탑재한 것으로 파악되면서 이같은 주장에 더욱 힘이 실렸다.
하지만 현재 공개한 수준으로는 배터리의 안전성을 확인하기 어렵다는 지적이 많다.
중국산이라고 해서 배터리의 화재 가능성이 더 높은 것도 아니다.
전기차 배터리 화재와 관련해 소비자들이 알아야할 점들을 짚어봤다.
1. 배터리 정보 공개가 전기차 화재 예방에 도움이 되나? -배터리 정보 공개는 소비자들의 선택권 보장과 막연한 불안감 해소에 도움이 될 수 있지만 전기차 화재 예방과는 직접적인 관련은 없다.
다만 앞으로 소비자들이 전기차를 구매할 때 '안전한 배터리'가 들어 있는지를 살펴볼 가능성이 높기 때문에 자동차 제조사나 배터리 기업 입장에서는 배터리 안전에 더 신경을 쓰는 계기가 될 것으로 보인다.
2.중국산 배터리가 화재에 더 취약한가? -중국산이라고 해서 더 화재에 취약하다고 볼 수는 없다.
이번에 화재가 벤츠 차량에는 중국 파라시스사의 배터리가 들어있었다.
이 회사는 전세계적으로 10위권에 머물러 있는 기업으로 국내 소비자들에게는 생소한 곳이다.
해당 벤츠 차량에는 파라시스가 개발한 NCM811 배터리가 탑재된 것으로 알려졌다.
니켈·코발트·망간(NCM) 등 이른바 삼원계 배터리 기술은 중국이 한국에 비해 뒤처져 있는 것으로 파악된다.
반면 삼원계보다 안정적이라고 평가받는 리튬인산철(LFP) 배터리 기술은 오히려 중국이 앞서 있다.
따라서 중국산 배터리라고 해서 무조건 한국산보다 안전하다고 볼 수 없으며 전기차에 어떤 종류의 배터리가 들어있는지가 더 중요하다.
3. 삼원계 배터리는 왜 더 화재에 취약한가? -니켈·코발트·망간(NCM), 니켈·코발트·알루미늄(NCA) 등을 삼원계 배터리라고 부른다.
삼원계 배터리는 모두 니켈을 양극재의 중요 소재로 사용한다.
니켈의 함량이 많을수록 리튬이온을 더 많이 저장할 수 있어 에너지밀도를 높일 수 있다.
에너지밀도가 높아지면 전체 배터리의 용량이 늘어나고 주행거리를 늘릴 수 있다.
반면 니켈은 열적 안정성이 떨어지는 물질이다.
열이 발생할 가능성이 높기 때문에 배터리 화재에도 취약한 것이다.
니켈의 함량이 높은 이른바 하이니켈 배터리일수록 더욱 그렇다.
니켈의 함량이 80% 이상인 배터리를 하이니켈로 분류한다.
4. 그럼 LFP 배터리가 더 좋은 것인가? -LFP 배터리는 양극에 인산철을 사용하는 배터리로 가격이 저렴한데다 결정구조가 안정적이어서 화재 가능성이 작다는 장점이 있다.
반면 저장할 수 있는 리튬이온의 양이 적어 에너지밀도가 낮고 배터리 용량도 적다.
중저가의 전기차에 LFP 배터리를 많이 탑재하는 이유다.
성능이 좋은 고가의 전기차에는 대부분 삼원계 배터리가 들어간다.
5. 성능이 좋으면서도 안전한 배터리는 없나 -배터리 제조사들은 삼원계 배터리와 LFP 배터리의 단점을 보완할 수 있는 기술들을 개발하고 있다.
국내 배터리 기업들은 니켈 함량을 줄여 안전성을 강화하면서도 높은 에너지 밀도를 구현할 수 있는 고전압 미드니켈 배터리를 개발하고 있다.
중국 기업들이 셀투팩(CTP) 기술을 이용해 팩 단위에서 LFP 배터리의 에너지밀도를 높이려고 하고 있다.
따라서 배터리 제조사만을 공개해서는 소비자들이 얼마나 안전한 배터리인지 알기 어렵다.
내연 기관차의 경우 신차를 출시할 때 구체적인 엔진의 성능을 강조하듯, 전기차도 배터리의 주요 성능과 기술적 특성, 안전 기능 등을 함께 제공할 필요가 있다.
6. 화재를 방지하는 배터리 기술들은 어떤 게 있나 -자동차에 들어가는 배터리는 셀, 모듈, 팩 단위로 구분할 수 있다.
배터리 셀을 일차적으로 모듈화하고, 모듈을 팩으로 조립해 차체에 탑재한다.
우선 배터리 제조사들은 셀 제조 단계에서는 첨단 검사 장비를 이용해 불량 배터리를 걸러낸다.
배터리셀 내에는 셀 내부에 압력이 올라가면 전류를 차단하는 CID나 가스를 배출하는 벤트 기능을 추가하기도 한다.
전기차에 내장된 배터리관리시스템(BMS)은 수백, 수천개의 배터리셀들이 고르게 충·방전할 수 있도록 관리한다.
특정 셀에 과부하가 걸리면 화재로 이어질 수 있기 때문이다.
배터리 내부에는 과전류, 저전류 등을 확인할 수 있는 센서가 부착돼 있다.
이러한 기능을 이용하면 배터리에 이상 징후를 사전에 포착해 화재 사고를 예방할 수도 있다.
7. 화재에 강한 전고체 배터리는 언제 나오나? -국내에서는 삼성SDI, 해외에서는 도요타가 전고체 배터리 개발을 서두르고 있다.
전고체 배터리는 배터리의 4대 구성 성분(양극·음극·분리막·전해질)중 전해질을 액체에서 고체로 바꾼 것이다.
그만큼 화재 가능성을 낮출 수 있으나 기술적 난이도가 높아 실제 전고체 배터리를 탑재한 전기차가 출시되기까지에는 시간이 필요하다.
제조사들은 2027년경 상용화를 목표로 하고 있다.
전고체 배터리가 상용화되더라도 가격이 비싸 초기에는 초고가 전기차에만 적용될 것으로 보인다.
앞으로 수년간은 현재의 리튬이온배터리가 전기차의 주류로 남을 것이다.
8. 전기차 화재는 내연기관차보다 더 위험한가? -전기차에 주로 들어가는 리튬이온배터리에는 발화성 소재들을 다량 포함하고 있다.
또 배터리 셀들이 붙어 있기 때문에 순식간에 열폭주로 이어질 수 있다.
전기차 화재는 진화가 어려운 금속 화재의 특성도 갖고 있다.
하지만 이번 청라 아파트에서처럼 대규모 피해가 발생한 것은 전기차 화재여서라기보다는 스프링클러가 제대로 작동하지 않은 원인이 크다.
스프링클러가 작동하면 주변 온도를 낮추기 때문에 피해가 커지는 것을 막을 수 있다.
지난 5월 군산에서도 아파트 지하 주차장에서 전기차 화재가 발생했으나 스프링클러가 작동하면서 더 큰 피해로 이어지지 않았다.
반면 지난 2020년 7월 용인의 한 아파트 지하 주차장에서 내연기관차에서 화재가 발생했을 당시 스프링클러 미작동으로 차량 수백 대가 불에 타거나 그을리는 등 피해가 컸다.
9. 배터리 정보 공개로 K-배터리가 반사이익? -꼭 그렇지만은 않다.
이번에 사고가 발생한 벤츠 차량에 중국산 배터리가 탑재된 것으로 확인되면서 국내에서는 국산 배터리에 대한 선호도가 높아질 것으로 예상된다.
하지만 향후 국산 배터리를 탑재한 전기차에서 불이 난다면 결국 부메랑이 되어 돌아올 수 있다.
국내 전기차 시장 규모는 작고 국내 배터리 기업들이 주요 타깃으로 하는 시장이 미국과 유럽이기 때문에 이번 사고의 영향이 크지 않을 수도 있다.
그동안 완성차 및 배터리 제조사들의 연구개발(R&D)이 에너지밀도 향상에 초점을 맞춰져 있었다면 이제는 배터리의 용량과 안전이 균형을 맞춰야 할 것으로 보인다.
강희종 기자 mindle@asiae.co.kr
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