화성 공장 화재 참사…배터리가 불러온 '화마'

24일 경기 화성시 서신면에 있는 일차전지 제조 업체에서 화재가 발생해 소방관들이 진화 작업을 하고 있다. 연합뉴스 제공

경기 화성시의 일차전지 제조 공장에서 발생한 화재 참사는 배터리로 옮겨붙은 화재가 걷잡을 수 없이 확산됐기 때문인 것으로 나타났다.

연합뉴스 보도에 따르면 24일 오전 10시 31분 경기 화성시 일차전지 제조 업체 아리셀 공장에서 폭발음과 함께 불이 나 현재까지 근무자 67명 중 20여 명이 목숨을 잃은 것으로 알려졌다. 일차전지는 재충전 없이 폐기되는 배터리를 말한다.

대부분의 전자기기 등에 사용되는 리튬(Li)이온 배터리에서 화재가 발생하면 '열폭주(Thermal runaway)' 현상이 일어난다. 재충전과 방전을 거듭하는 이차전지인 리튬이온 배터리는 충격을 받으면 수 초~수 분 내에 1000℃ 이상 온도가 오를 정도로 심한 열폭주 현상이 일어난다.

먼저 배터리에 충격이 가해지면 배터리의 온도가 오르면서 배터리 내부에서 양극과 음극의 접촉을 막는 분리막이 손상된다. 양극과 음극이 접촉하면 과열되면서 화재와 폭발이 일어난다. 양극재가 분해되면 산소가 발생하고, 리튬은 물과 만나면 산소와 폭발적으로 반응하며 가연성인 수소 기체를 내놓으면서 화재는 더욱 커진다. 

화성 아리셀 공장에서 취급하는 배터리는 열폭주를 일으키는 이차전지와는 달리 리튬일차전지인 것으로 알려졌다. 리튬일차전지는 음극재로 주로 리튬메탈을 사용하고, 리튬이온전지인 이차전지는 흑연을 사용해 리튬일차전지의 안정성이 더 낮은 것으로 알려져 있다. 

열폭주가 일어나는 이차전지뿐만 아니라 일차전지도 리튬이 포함돼 연쇄적으로 폭발하며 불이 옮겨붙기 때문에 발열량이 순식간에 커져 화재 진압에 쓰이는 소화수도 다른 화재보다 훨씬 많이 투입되어야 한다. 또 독성 가스인 불산 가스도 발생하기 때문에 건물 내부 진입도 어려워진다.

이날 화재는 배터리 1개에 불이 붙으면서 급속도로 확산한 것으로 파악됐다. 화재 초기에 화염과 연기가 대량 발생하고 연쇄적으로 폭발한 것으로 알려졌다.

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]