'화성 화재 참사' 원인 리튬전지… 왜 진화 어려웠나

25일 경기 화성 일차전지 업체 아리셀 공장 화재 사고 현장에서 경찰과 소방, 국립과학사수연구원 등 유관기관 관계자들이 합동 감식을 하고 있다. /사진=뉴시스(공동취재)

국내 배터리 공장에서 발생한 화재로 대규모 사상자가 발생하면서 리튬전지가 주목된다. 전기차를 비롯해 휴대전화, 노트북, 에너지저장장치(ESS) 등 다양한 분야에서 활용되는 배터리에 리튬이 포함되는데 이번 화재로 리튬이 쓰인 배터리 진압의 어려움과 위험성이 다시 한 번 부각되고 있다.

26일 소방당국에 따르면 경기도소방재난본부가 화재 완진을 선언한 건 발생 22시간여 만인 25일 오전 8시48분이다.

화재 진압이 오래 걸린 것은 리튬전지 특성 때문이다. 리튬 배터리 화재는 '열 폭주'(thermal runaway) 현상에 의해 주로 발생한다. 배터리는 양극, 음극, 분리막, 전해액 등으로 구성되는데 분리막이 손상되면 양극 및 음극이 접촉해 과열되면서 화재와 폭발이 일어난다.

화재가 발생한 공장 3동에는 리튬 배터리 완제품 3만5000여개가 보관됐던 것으로 알려졌다. 리튬 배터리 완제품을 검수하고 포장하는 작업이 이뤄지던 장소다.

리튬전지는 특성상 화재가 발생하면 전소될 때까지 기다려야 하기 때문에 진화가 쉽지 않아 대형 화재로 이어질 가능성이 크다. 열폭주 현상이 일어나면 배터리 온도가 불과 몇 초 만에 400도, 몇 분 만에 1000도 이상 폭증하고 꺼진 불이 다시 살아나기도 한다.

열폭주를 막으려면 배터리 주변의 산소를 차단해 불을 질식시켜야 한다. 배터리 관련 업계에 따르면 전세계적으로 배터리 화재를 진화할 소화재로는 크게 '탄산 나트륨'과 '팽창 질석' 그리고 '폐유리 팽창글래스'가 쓰인다.

마른 모래도 질식소화를 할 수 있다고 알려졌지만, 자연상태에서 공기 중 수분을 흡수한 모래를 분사하면 오히려 위험이 크다는 지적이다. 리튬은 화재 시 산소, 수소 등 가연성 가스를 분출하기 때문에 수분이 닿으면 불꽃이 튀어 폭발할 수 있다.

최유빈 기자 langsam41@mt.co.kr