용어사전

열폭주

[thermal runaway]

열폭주는 배터리 내부의 온도가 일정 수준 이상으로 높아지면서, 배터리 안에서 자체 발열을 일으키는 화학 반응이 통제를 벗어나 폭발적으로 가속되는 현상을 말한다.
쉽게 말해, 열이 열을 더 부르는 악순환이 발생하여, 배터리 내부가 스스로 뜨거워지고 결국에는 연기, 화재, 또는 폭발로 이어질 수 있는 매우 위험한 상태다.

이 현상은 특히 리튬이온 배터리에서 중요한 안전 문제로 여겨지며, **삼원계 배터리(NCM, NCA)**처럼 에너지 밀도가 높은 배터리일수록 열폭주에 취약한 경향이 있다.

열폭주는 대개 다음과 같은 과정으로 발생한다.
배터리 내부에 충격이나 과열, 과충전, 내부 결함 등이 생기면, 내부 온도가 올라가게 된다. 그러면 배터리 내부의 양극재와 전해질이 반응하면서 추가적인 열이 발생하고, 이 열로 인해 더 많은 화학 반응이 일어난다.
이런 식으로 열이 반복적으로 쌓이다 보면, 결국에는 배터리가 스스로 멈출 수 없는 ‘폭주 상태’에 빠지게 되는 것이다.

열폭주는 배터리 제조 불량, 충격에 의한 손상, 높은 외부 온도, 또는 배터리 내부의 전기적 단락(쇼트) 등 다양한 원인에 의해 유발될 수 있다.
이러한 이유로, 전기차나 휴대폰 같은 배터리를 사용하는 제품에서는 **배터리 온도를 실시간으로 감지하고 제어하는 배터리 관리 시스템(BMS)**이 반드시 필요하다.

실제로 2016년 삼성 갤럭시 노트7의 발화 사건, 2020~2021년 현대 코나 EV와 GM 볼트 EV의 리콜 등은 열폭주 가능성과 관련된 대표적인 사례로 알려져 있다.

반면, 리튬인산철(LFP) 배터리는 열에 더 강한 구조를 가지고 있어 삼원계 배터리보다 열폭주 발생 가능성이 낮은 것으로 평가된다.
이에 따라 최근에는 화재 위험이 적은 배터리 기술과 함께, 고체전지, 세라믹 코팅 분리막, 배터리 냉각 장치 등의 안전 기술이 적극적으로 개발되고 있다.

관련어

• 참조어무정전 전원 공급 장치, 에너지저장장치, 행정전산망, 국가정보자원관리원, 리튬 배터리