국내외에서 전기차 화재가 잇따르고 있습니다. 아래 영상은 지난 해 5월 중국 광둥성에서 충전 중이던 전기차에서 화재가 발생하는 모습을 담은 CCTV 영상입니다. 화면을 보면 차의 하부에서 검은 연기가 치솟더니 거센 불길이 뒤덮습니다.

(동영상을 보시려면 엠빅뉴스 링크를 클릭하세요 https://www.youtube.com/watch?v=LaV2NDpaSLI)최근에는 국내 전기차 차종에서도 화재가 발생하고 있습니다. 현대자동차의 간판 전기차 모델인 '코나 EV'입니다. 이 모델은 지난 2018년 5월 이후 지금까지 15대가 국내외에서 화재로 불탔습니다. 화재가 난 전기차의 모습을 보면 형체를 알아보기 힘들 정도로 심하게 불탄 모습입니다.정확한 화재의 원인은 아직 조사 중입니다. 그러나 전문가들은 화재가 난 일부 전기차의 경우 배터리 부분에서 불이 시작됐을 가능성이 크다고 말합니다. 국과수 감식보고서는 지난 해 7월 강릉, 8월 세종에서 발생한 두 건의 화재는 차량 하부에 설치된 배터리팩이 의심된다고 밝혔습니다.배터리 자체의 결함이거나 배터리의 충전과 방전, 냉각 등을 제어하는 시스템의 결함일 가능성을 조사하고 있는 것으로 알려졌습니다. 배터리가 화재 원인으로 의심되는 까닭은 액체 전해질 리튬 이온 배터리이기 때문입니다. 이 배터리는 충격이나 열을 받으면 불이 날 위험이 있습니다.

박병일 자동차명장의 도움으로 이 배터리가 강한 충격을 받으면 어떻게 되는지 실험해 봤습니다. 전기차에 들어가는 배터리를 프레스기에 넣고 압력을 가하는 실험입니다. 강한 충격을 받은 배터리는 허리가 두 동강이 나며 마치 인화물질에 불똥이라도 튄 듯 거센 불길에 휩싸였습니다. 배터리 두 개를 겹쳐서 같은 실험을 반복했더니 강력한 폭발음과 함께 불길이 더 커졌습니다.박병일 명장은 액체 전해질 리튬 이온 배터리는 충격 뿐 아니라 과충전을 해도 위험하다고 말합니다. 과충전을 하면 배터리에서 열이 나는데 이 열이 양극과 음극을 분리하는 분리막을 손상시키고, 분리막이 손상되면 양극재와 음극재가 접촉해 일시에 에너지를 분출해 불이 난다는 설명입니다.실제로 전기차에 왜 불탔는지는 정밀한 조사를 통해 밝혀햐 할 부분입니다. 사실 전기차 뿐 아니라 액체 전해질 리튬 이온 배터리를 사용하는 기기는 100% 화재에서 자유로울 수 없습니다. 이 장면은 킥보드를 과충전할 때 배터리에서 불이 나는 장면입니다. 건물 화재 중 일부는 킥보드에서 난 불로 의심되고 있습니다. 같은 이유로 노트북과 휴대폰에서도 불이 날 수 있습니다.그래서 우리나라를 비롯해 각국이 앞 다퉈 개발하고 있는 배터리가 전고체 배터리입니다. 전고체 배터리는 액체 전해질 대신에 고체 전해질을 사용합니다. 고체 전해질 자체가 분리막 역할까지 하기 때문에 분리막이 손상돼 배터리에 불이 나거나 폭발을 일으킬 위험이 매우 낮다는 설명입니다.

이것은 한국기초과학지원연구원이 개발한 전고체 배터리입니다. 배터리를 비틀거나 접을 수도 있습니다. 심지어 배터리의 일부를 가위로 잘라 내부를 노출시켜도 문제없이 작동하는 게 입증됐습니다.현재 일반적인 중형 전기차에 들어가는 배터리 무게는 대략 800킬로그램, 그러니까 0.8톤 정도라고 하는데 전고체 배터리를 쓴다면 부피와 무게를 각각 10분의 1로 줄일 수 있다고 합니다. 전고체 배터리는 충전 시간도 짧아서 완전 충전하는데 걸리는 시간이 5분 정도로 예상됩니다.

배터리의 무게와 부피를 줄일 수 있다는 건 그만큼 더 많은 용량의 배터리를 실어 주행거리를 늘릴 수 있다는 점에서 중요합니다. 특히 전력 소모가 심한 자율주행차에서는 더 중요한 문제입니다.

전고체 배터리가 미래의 배터리, 꿈의 배터리라고 불리는 이유입니다. 그러나 전고체 배터리를 상용화하기까지는 넘어야 할 과제가 많습니다. 가장 중요한 건 배터리 성능과 크기를 키우는 기술입니다. 예를 들어 배터리의 성능에 직결되는 이온 전도도의 경우 고체 전해질이 액체 전해질보다 1천 배에서 1만 배 정도 나쁘기 때문에 그 격차를 10배 이내로 줄이는 것이 중요하다고 합니다. 배터리를 여러 겹으로 적층씩으로 쌓아 용량을 늘리는 기술도 연구가 더 필요합니다.

전고체 배터리는 웨어러블 기기나 드론 같은 장비에 먼저 사용된 뒤 자동차에 탑재될 것으로 보입니다. 자동차용 전고체 배터리는 조만간 일부 회사들이 시제품을 내놓을 거라는 예상이 나오지만, 시제품 단계를 넘어 대중적으로 상용화되기까지는 시간이 좀 더 걸릴 거라는 전망입니다.당분간은 액체전해질 배터리를 잘 사용해야 할 것 같군요 전문가들은 전고체 배터리가 나올 때까지 배터리의 과충전을 막고 충격을 흡수할 수 있는 안전장치를 강화하는 노력이 필요하다고 말합니다.