이차전지와 삼차전지 이야기 (feat 보이저1,2호, ESS, 전기차화재)

주말이라 가벼운 내용으로 투덜투덜 해볼게요. 1977년 8월 20일 미국 플로리다 케이프 공군기지에서 보이저 2호가 발사됐다. 주말이라 가벼운 내용으로 투덜투덜 해볼게요. 1977년 8월 20일 미국 플로리다 케이프 공군기지에서 보이저 2호가 발사됐다.

2. 보이저 2호가 발사된 지 15일 만인 1977년 9월 5일 보이저 1호도 발사된 3. 보이저 2호가 15일 먼저 발사했지만 경유지가 많다 보니 직통에 가깝게 날아가는 1호보다 태양계를 떠나는 시간은 늦어졌다. 2. 보이저 2호가 발사된 지 15일 만인 1977년 9월 5일 보이저 1호도 발사된 3. 보이저 2호가 15일 먼저 발사했지만 경유지가 많다 보니 직통에 가깝게 날아가는 1호보다 태양계를 떠나는 시간은 늦어졌다.

4. 발사는 느리지만 태양계를 먼저 빠져나가는 보이저에 1호라는 앞 순서를 붙인 것이다.한 번씩 태양계 행성이 일렬로 늘어나는 행성 정렬이 발생하게 된다. 4. 발사는 느리지만 태양계를 먼저 빠져나가는 보이저에 1호라는 앞 순서를 붙인 것이다.한 번씩 태양계 행성이 일렬로 늘어나는 행성 정렬이 발생하게 된다.

6. 2024년 8월 28일에도 수성, 화성, 목성, 천왕성, 해왕성, 토성이 하늘로 일렬로 정렬하게 되었다. 7. 8월 28일 밤하늘이 운 좋게 맑으면 근처에 모여 있는 행성을 한눈에 볼 수 있게 되는 것이다. 6. 2024년 8월 28일에도 수성, 화성, 목성, 천왕성, 해왕성, 토성이 하늘로 일렬로 정렬하게 되었다. 7. 8월 28일 밤하늘이 운 좋게 맑으면 근처에 모여 있는 행성을 한눈에 볼 수 있게 되는 것이다.

8. 보이저 1호는 행성의 중력으로 속도를 높여 날아간다. 9. 태양계 5개 행성이 일직선에 놓여 이들 중력의 도움을 받을 수 있는 딱 맞는 행성 정렬이 175년마다 일어난다. 8. 보이저 1호는 행성의 중력으로 속도를 높여 날아간다. 9. 태양계 5개 행성이 일직선에 놓여 이들 중력의 도움을 받을 수 있는 딱 맞는 행성 정렬이 175년마다 일어난다.

10. 보이저 1호는 지구에서 해왕성까지 30년이 걸리는 비행 기간을 행성 정렬 현상을 활용해 8년 만에 찍을 수 있었다. 11. 현재 보이저 1호는 태양계를 벗어나 지구와 통신에 편도 20시간 정도 걸리는 거리를 날고 있다. 12. 보이저 1, 2호의 문제는 전기였다. 13. 천왕성까지 가도 태양빛이 지구의 400분의 1 수준이어서 태양전지를 사용할 수 없었던 것이다. 14. 보이저는 3차 전지를 사용해 문제를 해결한다. 15. 전지는 1차 전지, 2차 전지, 3차 전지로 분류한다. 16. 1차 전지는 한 번의 충방전만 가능한 전지로 일반적으로 사용하는 일회용 건전지. 10. 보이저 1호는 지구에서 해왕성까지 30년이 걸리는 비행 기간을 행성 정렬 현상을 활용해 8년 만에 찍을 수 있었다. 11. 현재 보이저 1호는 태양계를 벗어나 지구와 통신에 편도 20시간 정도 걸리는 거리를 날고 있다. 12. 보이저 1, 2호의 문제는 전기였다. 13. 천왕성까지 가도 태양빛이 지구의 400분의 1 수준이어서 태양전지를 사용할 수 없었던 것이다. 14. 보이저는 3차 전지를 사용해 문제를 해결한다. 15. 전지는 1차 전지, 2차 전지, 3차 전지로 분류한다. 16. 1차 전지는 한 번의 충방전만 가능한 전지로 일반적으로 사용하는 일회용 건전지.

로베르토_소린, 출처언플래쉬 로벨트_소린, 출처언플래쉬

17. 이차전지는 충전해 재사용할 수 있는 배터리로 휴대폰, 전기차 등에 사용되고 있다. 18. 3차전지란 연료를 주입받으면 스스로 전기에너지 생산이 가능한 연료전지를 말한다. 19. 우주 공간은 중력과 마찰력이 거의 없어 큰 힘이 없어도 계속 날 수 있지만 우주선 장비를 구동하려면 전력이 필요하다. 20. 보이저 1, 2호는 플루토늄 238로부터의 방사선으로부터 전력을 얻는 원자력 3차전지를 사용하게 된다. 21. 플루토늄-238은 반감기가 87년. 22. 오랜기간 사용이 가능하지만 시간이 지나면서 성능이 조금씩 떨어지고 있기 때문에 나사는 기능을 하나씩 줄여 전기를 절약하고 있다 23.보이저 1호는 2013년 9월 13일 태양계를 떠나는 데 성공한다. https://www.nasa.gov/mission_pages/voyager/voyager20130912.html24 . 3차전지가 아직 작동하고 있어 보이저와 통신이 가능했지만 2023년 11월 보이저 1호에 고장이 발생. 25. 탐사선에 탑재된 메모리 반도체 중 하나가 고장난 것이다. 26. NASA 엔지니어들은 고장 난 메모리를 우회해 명령이 전달되도록 프로그램을 고치고 전송해 고장 수리에 성공했다. 27. 1977년 발사된 보이저호는 현재도 3차 전지가 작동해 지구와 교신하고 있는 상태다. 28. 원자력 3차전지는 이처럼 오랫동안 사용이 가능하지만 실생활에서 사용이 어려운 것은 위험하기 때문이다. 29. 소련에서 무인등대를 돌리기 위해 원자력 전지를 사용하고 있었다. 17. 이차전지는 충전해 재사용할 수 있는 배터리로 휴대폰, 전기차 등에 사용되고 있다. 18. 3차전지란 연료를 주입받으면 스스로 전기에너지 생산이 가능한 연료전지를 말한다. 19. 우주 공간은 중력과 마찰력이 거의 없어 큰 힘이 없어도 계속 날 수 있지만 우주선 장비를 구동하려면 전력이 필요하다. 20. 보이저 1, 2호는 플루토늄 238로부터의 방사선으로부터 전력을 얻는 원자력 3차전지를 사용하게 된다. 21. 플루토늄-238은 반감기가 87년. 22. 오랜기간 사용이 가능하지만 시간이 지나면서 성능이 조금씩 떨어지고 있기 때문에 나사는 기능을 하나씩 줄여 전기를 절약하고 있다 23.보이저 1호는 2013년 9월 13일 태양계를 떠나는 데 성공한다. https://www.nasa.gov/mission_pages/voyager/voyager20130912.html24 . 3차전지가 아직 작동하고 있어 보이저와 통신이 가능했지만 2023년 11월 보이저 1호에 고장이 발생. 25. 탐사선에 탑재된 메모리 반도체 중 하나가 고장난 것이다. 26. NASA 엔지니어들은 고장 난 메모리를 우회해 명령이 전달되도록 프로그램을 고치고 전송해 고장 수리에 성공했다. 27. 1977년 발사된 보이저호는 현재도 3차 전지가 작동해 지구와 교신하고 있는 상태다. 28. 원자력 3차전지는 이처럼 오랫동안 사용이 가능하지만 실생활에서 사용이 어려운 것은 위험하기 때문이다. 29. 소련에서 무인등대를 돌리기 위해 원자력 전지를 사용하고 있었다.

나트제닝스_, 출처 언스플래시 나트제닝스_, 출처 언스플래시

30. 소련이 해체되고 기록 등의 관리 상태가 엉망이 되어 폐기물로 버려진 원자력 전지가 생기게 됩니다. 31. 구소련 지역의 나무꾼이 나무를 베다가 폐기된 원자력 전지를 발견하고 조사하는 과정에서 3시간 정도 피폭됩니다. 30. 소련이 해체되고 기록 등의 관리 상태가 엉망이 되어 폐기물로 버려진 원자력 전지가 생기게 됩니다. 31. 구소련 지역의 나무꾼이 나무를 베다가 폐기된 원자력 전지를 발견하고 조사하는 과정에서 3시간 정도 피폭됩니다.

32. 방사능에 피폭된 나무꾼에게 방사선 궤양이나 폐 손상 등이 발생해 심부전으로 사망하게 된다. 33. 원자력 3차전지를 사람이 없는 우주공간에 날리는 우주선에 쓸 수는 있어도 지구 내에서 사용을 자제하는 이유다. 34. 이차 전지는 방사선이 나오는 것은 아니지만, 화재의 위험이 큰 것입니다. 32. 방사능에 피폭된 나무꾼에게 방사선 궤양이나 폐 손상 등이 발생해 심부전으로 사망하게 된다. 33. 원자력 3차전지를 사람이 없는 우주공간에 날리는 우주선에 쓸 수는 있어도 지구 내에서 사용을 자제하는 이유다. 34. 이차 전지는 방사선이 나오는 것은 아니지만, 화재의 위험이 큰 것입니다.

35. 한국과 중국이 주력으로 쓰고 있는 NCM 배터리는 양극이 Li(Ni, Co, Mn)O이고 LFP 배터리는 LiFePO ₄로 돼 있다. 36. 3위안짜리든, LFP든 Li(리튬)와 O(산소)가 기본으로 장착돼 있는 것을 볼 수 있을 것이다. 37. 보통 화재가 발생하면 화재 지점을 무언가로 덮어 산소 공급을 차단해 화재를 잡는 방법을 쓰게 된다. 38. 이차전지는 양극재에 산소(O)가 내장돼 있어 산소 공급을 차단해도 불이 잘 꺼지지 않는다. 39. 전기차는 배터리가 셀과 모듈, 차체로 여러 겹 포장돼 있어 물을 뿌려도 발화 지점까지 도달하기 어려운 구조이기도 하다. 35. 한국과 중국이 주력으로 쓰고 있는 NCM 배터리는 양극이 Li(Ni, Co, Mn)O이고 LFP 배터리는 LiFePO ₄로 돼 있다. 36. 3위안짜리든, LFP든 Li(리튬)와 O(산소)가 기본으로 장착돼 있는 것을 볼 수 있을 것이다. 37. 보통 화재가 발생하면 화재 지점을 무언가로 덮어 산소 공급을 차단해 화재를 잡는 방법을 쓰게 된다. 38. 이차전지는 양극재에 산소(O)가 내장돼 있어 산소 공급을 차단해도 불이 잘 꺼지지 않는다. 39. 전기차는 배터리가 셀과 모듈, 차체로 여러 겹 포장돼 있어 물을 뿌려도 발화 지점까지 도달하기 어려운 구조이기도 하다.

40.2차전지에 불이 나면 불을 끄는 것이 불가능에 가까워 전기차라면 물속에 차체를 완전히 담그는 방법 정도가 대책이다. 41. 2022년 2월 16일, 포르쉐, 벤틀리, 람보르기니등의 고급차 약 4천대와 전기 자동차 300대를 실은 자동차 운반선이 대서양에서 화재가 발생. 40.2차전지에 불이 나면 불을 끄는 것이 불가능에 가까워 전기차라면 물속에 차체를 완전히 담그는 방법 정도가 대책이다. 41. 2022년 2월 16일, 포르쉐, 벤틀리, 람보르기니등의 고급차 약 4천대와 전기 자동차 300대를 실은 자동차 운반선이 대서양에서 화재가 발생.

42. 고급 차량이 많이 실려 있고 차량 가격만 4억달러가 넘기 때문에 화재 진압을 하려고 최대한 노력했지만 불길을 잡지 못해 침몰하게 된다. https://www.ksg.co.kr/news/main_newsView.jsp?pNum=133556 42. 고급 차량이 많이 실려 있고 차량 가격만 4억달러가 넘기 때문에 화재 진압을 하려고 최대한 노력했지만 불길을 잡지 못해 침몰하게 된다. https://www.ksg.co.kr/news/main_newsView.jsp?pNum=133556

화재사고가 난 일본의 MOL 자동차선은 결국… 지난달 16일 화재사고를 당한 일본 선사 MOL의 자동차선이… www.ksg.co.kr 화재사고가 난 일본의 MOL 자동차선은 결국… 지난달 16일 화재사고를 당한 일본 선사 MOL의 자동차선이… www.ksg.co.kr

43. 화재 원인은 배에 실려 있던 전기차 리튬이온 배터리로 밝혀졌다. 44. 2023년 7월에도 차량 3천대를 실은 자동차 운반선에 불이 나 배가 전소될 때까지 기다릴 수밖에 없었다. https://tv.naver.com/v/38454374 43. 화재 원인은 배에 실려 있던 전기차 리튬이온 배터리로 밝혀졌다. 44. 2023년 7월에도 차량 3천대를 실은 자동차 운반선에 불이 나 배가 전소될 때까지 기다릴 수밖에 없었다. https://tv.naver.com/v/38454374

45. 이번 화재도 전기차 리튬이온 배터리에서 불이 시작된 것으로 파악되고 있다. 46. 유럽해상안전청(SMSA)은 “대다수 선박 화재 사고는 리튬이온 배터리가 포함된 화물 운반 중 발생했다”는 보고서를 발표했다. 47. 전기차는 불을 끄기 어렵고, 자동차 운반선은 차량이 빼곡히 선적돼 있어 한번 불이 나면 연쇄 발화 가능성을 높게 보고 있다. 48. 전기차 운송 비중이 높은 현대글로비스는 자동차 운반선에 불이 나면 소화 덮개를 씌워 화재를 진압하는 모의 훈련을 하고 있다. https://news.mt.co.kr/mtview.php?no=2022033008150195071 45. 이번 화재도 전기차 리튬이온 배터리에서 불이 시작된 것으로 파악되고 있다. 46. 유럽해상안전청(SMSA)은 “대다수 선박 화재 사고는 리튬이온 배터리가 포함된 화물 운반 중 발생했다”는 보고서를 발표했다. 47. 전기차는 불을 끄기 어렵고, 자동차 운반선은 차량이 빼곡히 선적돼 있어 한번 불이 나면 연쇄 발화 가능성을 높게 보고 있다. 48. 전기차 운송 비중이 높은 현대글로비스는 자동차 운반선에 불이 나면 소화 덮개를 씌워 화재를 진압하는 모의 훈련을 하고 있다. https://news.mt.co.kr/mtview.php?no=2022033008150195071

현대글로비스는 해상 화재 대비 맞춤형 화재 대응 시스템 강화 – 머니투데이 글로벌 SCM(공급망 관리) 전문기업 현대글로비스가 완성차 해상 운송 시 발생할 수 있는 화재에 대비해 선내 맞춤형 대응 시스템을 강화했다고 30일 밝혔다. 현대글로비스는 전기차 등 완성차의 해상운송 물동량 증가에 따라 차량 화재에 특화된 관리가 필요하다는 판단 아래 한국선급(KR) 등과 연구를 통해 이번 화재 대응 시스템을 구축했다. 아울러 산업현장 안팎에서… news.mt.co.kr 현대글로비스는 30일 해상화재 대비 맞춤형 화재대응체계 강화 – 머니투데이 글로벌 SCM(공급사슬관리) 전문기업 현대글로비스가 완성차 해상운송 시 발생할 수 있는 화재에 대비해 선내 맞춤형 대응체계를 강화했다고 밝혔다. 현대글로비스는 전기차 등 완성차의 해상운송 물동량 증가에 따라 차량 화재에 특화된 관리가 필요하다는 판단 아래 한국선급(KR) 등과 연구를 통해 이번 화재 대응 시스템을 구축했다. 게다가 산업 현장 안팎에서… news.mt.co.kr

49. 소화커버는 1500도를 견딜 수 있도록 특수 코팅된 내화섬유로, 화재가 발생한 차량에 덮어 산소 유입을 막고 불을 꺼 열과 연기를 차단하는 방식이다. 50. 다른 차량으로 화재가 확산되기 전 전기차 화재 초기 단계에서 대응 가능한 방식이다. 51. 전기차가 늘어나면 아파트 주차장도 위험해지기 시작한다. 49. 소화커버는 1500도를 견딜 수 있도록 특수 코팅된 내화섬유로, 화재가 발생한 차량에 덮어 산소 유입을 막고 불을 꺼 열과 연기를 차단하는 방식이다. 50. 다른 차량으로 화재가 확산되기 전 전기차 화재 초기 단계에서 대응 가능한 방식이다. 51. 전기차가 늘어나면 아파트 주차장도 위험해지기 시작한다.

마이클 파사트, 출처 앤 플래시 마이클 파사트, 출처 앤 플래시

52. 지하주차장에 전기차 비중이 높아지면 자동차 운반선과 비슷한 사태가 발생할 수 있는 것이다. 53. 수명이 지난 전기차 배터리를 재활용하는 ESS도 화재 위험이 높은 상황이다. 54. 이차전지의 충방전을 반복하면 종유동 구멍에 종유석이 자라듯 음극 표면에 덴드라이트라는 물질이 쌓이게 된다. 52. 지하주차장에 전기차 비중이 높아지면 자동차 운반선과 비슷한 사태가 발생할 수 있는 것이다. 53. 수명이 지난 전기차 배터리를 재활용하는 ESS도 화재 위험이 높은 상황이다. 54. 이차전지의 충방전을 반복하면 종유동 구멍에 종유석이 자라듯 음극 표면에 덴드라이트라는 물질이 쌓이게 된다.

55. 덴드라이트가 분리막을 찢으면 음극과 양극이 쇼트를 일으키고 인화성이 높은 전해액과 반응하여 화재 및 폭발이 일어나게 된다. 55. 덴드라이트가 분리막을 찢으면 음극과 양극이 쇼트를 일으키고 인화성이 높은 전해액과 반응하여 화재 및 폭발이 일어나게 된다.

56. 교통사고 등의 충격으로 전기차 배터리 분리막이 찢어지면서 화재로 이어지는 현상이 덴드라이트에 의해서도 일어나는 것이다. 57. 전기차로 수명이 다한 오래된 배터리의 경우 내부에 덴드라이트가 형성돼 있을 가능성이 높다. 58. 낡은 배터리를 좁은 공간에 밀집해 두는 ESS 구조상 한두 개 불량 배터리에서 불이 나면 화재가 발생하기 쉬워진다. 59. 2018~2022년 동안 한국에 설치된 ESS에서 39건의 화재가 발생. 56. 교통사고 등의 충격으로 전기차 배터리 분리막이 찢어지면서 화재로 이어지는 현상이 덴드라이트에 의해서도 일어나는 것이다. 57. 전기차로 수명이 다한 오래된 배터리의 경우 내부에 덴드라이트가 형성돼 있을 가능성이 높다. 58. 낡은 배터리를 좁은 공간에 밀집해 두는 ESS 구조상 한두 개 불량 배터리에서 불이 나면 화재가 발생하기 쉬워진다. 59. 2018~2022년 동안 한국에 설치된 ESS에서 39건의 화재가 발생.

60. ESS 화재가 자주 일어나자 전기안전공사는 ESS 화재 원인 조사단을 구성해 ESS 화재 사고 원인 파악에 나서게 된다. 61. 조사단은 “사고 발생 초기 셀 전압 미세 변동 후 급격한 배터리 전압 변동과 온도 상승 발생을 확인했다”고 원인을 발표했다. 62. 배터리에 문제가 생겼다는 것이다. 63. LG에너지솔루션 등이 조사단의 결정을 받아들여 문제 제품을 리콜 처리하면서 마무리됐지만 정확한 원인이 밝혀지지는 않았다. 64. ESS는 한 번 화재가 나면 남김없이 전소되는 경우가 대부분이어서 화재 원인을 밝히기 어려운 것이다. https://biz.chosun.com/policy/policy_sub/2023/06/28/FFGQKUGFIFAVTBK2IMV2MPAWAU/ 60. ESS 화재가 자주 일어나자 전기안전공사는 ESS 화재 원인 조사단을 구성해 ESS 화재 사고 원인 파악에 나서게 된다. 61. 조사단은 “사고 발생 초기 셀 전압 미세 변동 후 급격한 배터리 전압 변동과 온도 상승 발생을 확인했다”고 원인을 발표했다. 62. 배터리에 문제가 생겼다는 것이다. 63. LG에너지솔루션 등이 조사단의 결정을 받아들여 문제 제품을 리콜 처리하면서 마무리됐지만 정확한 원인이 밝혀지지는 않았다. 64. ESS는 한 번 화재가 나면 남김없이 전소되는 경우가 대부분이어서 화재 원인을 밝히기 어려운 것이다. https://biz.chosun.com/policy/policy_sub/2023/06/28/FFGQKUGFIFAVTBK2IMV2MPAWAU/

지난해 ESS 화재 80% 원인불명··· 정부 두개골 지난해 ESS 화재 80% 원인 미상 정부 두개골 재생 확대로 늘어나는 ESS 수요 문제는 화재 원인 미상 정부, 원인 규명 연구기관 구축 착수 ESS 안전정책·예산 투입에 신경 써 biz.chosun.com 지난해 ESS 화재 80%는 ‘원인 미상’··· 정부 두개골 지난해 ESS 화재 80% 원인 미상 정부 두개골 재생 확대로 늘어나는 ESS 수요 문제는 화재 원인 못 찾는 것은 더 문제 정부, 원인 규명 연구기관 구축 착수 ESS 안전정책·예산 투입에 신경써 biz.chosun.com

65. ESS 배터리에 불이 붙으면 순간 온도가 800℃ 이상 올라가 여러 셀이 열을 받는 ‘열폭주’ 현상이 일어나 화재 진화가 어렵다. 66. 화재 위험성이 높아 주거지 인근에 ESS 저장소를 설치하기가 쉽지 않아 ESS 확대 속도를 늦추고 있다. 67. 전기차와 ESS 등 2차전지 사용이 빠르게 늘면서 화재도 늘어날 수밖에 없는 상황이다. 68. 2차전지 화재방어 설비와 전기차 전용 소방용품 등 화재 대비 부분에도 시장이 생길 것 같은 상황이다. 한마디 멘트. 전기차와 ESS가 확대되면서 화재와 관련한 문제가 발생할 수밖에 없는 상황이다. 분리막이 없어 화재 가능성이 상대적으로 낮은 전고체 배터리를 지켜보는 방식도 있지만 전기차 전용 소화기 등 안전장비 시장에도 관심을 가질 필요가 있어 보인다. 아파트 지하 주차장에 전기차가 가득 차 있으면 신경이 쓰일 수도 있다 65. ESS 배터리에 불이 붙으면 순간 온도가 800℃ 이상 올라가 여러 셀이 열을 받는 ‘열폭주’ 현상이 일어나 화재 진화가 어렵다. 66. 화재 위험성이 높아 주거지 인근에 ESS 저장소를 설치하기가 쉽지 않아 ESS 확대 속도를 늦추고 있다. 67. 전기차와 ESS 등 2차전지 사용이 빠르게 늘면서 화재도 늘어날 수밖에 없는 상황이다. 68. 2차전지 화재방어 설비와 전기차 전용 소방용품 등 화재 대비 부분에도 시장이 생길 것 같은 상황이다. 한마디 멘트. 전기차와 ESS가 확대되면서 화재와 관련한 문제가 발생할 수밖에 없는 상황이다. 분리막이 없어 화재 가능성이 상대적으로 낮은 전고체 배터리를 지켜보는 방식도 있지만 전기차 전용 소화기 등 안전장비 시장에도 관심을 가질 필요가 있어 보인다. 아파트 지하 주차장에 전기차가 가득 차 있으면 신경이 쓰일 수도 있다

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