리콜에 이은 단종이라는 초유의 사태를 불러온 '갤럭시노트7' 발화 원인으로 드러난 '배터리 눌림 현상'은 왜 발생하고 이 것이 어떻게 발화로 이어지게됐는지 주목된다.
다만 갤노트7에 사용된 배터리는 삼성SDI와 중국 ATL 두 회사 것인데 이들 회사의 배터리 모두 눌림현상이 발화를 야기했지만 촉발과정은 서로 다른 것으로 파악됐다.
삼성전자는 23일 서초구 삼성전자 서초사옥에서 '갤럭시노트7 기자간담회'를 열고 "해외 전문기관들도 배터리 자체 결함으로 결론을 내렸다"며 이같이 밝혔다.
삼성전자는 이번 조사의 객관성을 높이기 위해 미국 안전인증 회사인 UL, 미국 과학기술 분야 분석 전문 기관 엑스포넌트(Exponent), 독일에 본사를 두고 있는 글로벌 검인증 기관 튀브(TÜV) 라인란드 등 해외 전문기관서도 독립적인 조사를 진행했다.
삼성전자는 갤노트7에 삼성SDI와 중국 ATL 배터리를 사용했으나 이날 기자회견에서 특정 협력업체 실명을 공개하지는 않았다. 설명에서 밝힌 'A배터리'는 '삼성SDI', 'B배터리'는 '중국 ATL'에서 만든 제품인 것으로 확인됐다.
삼성SDI 배터리는 우측 코너의 눌림 현상이, ATL 배터리는 비정상 융착돌기가 절연테이트와 분리막 파손, 내부 단락을 유발한 것이 발화를 일으킨 원인이었던 것으로 분석됐다.
700여명의 연구원을 투입해 제품 20만대, 배터리 3만개로 진행한 대규모 충·방전 시험에서 소손 현상을 재현했다는 것이 삼성 측의 설명이다.
리튬이온 배터리는 양극판과 음극판, 그리고 이 둘을 물리적으로 분리해주는 분리막으로 구성돼 있다. 분리막이 양극과 음극 사이에 위치해 폭발 등 이상 작동을 막는 역할을 한다. 전지의 안정성과 성능을 좌우하는 핵심 부품인 셈이다.
양극판과 음극판, 분리막을 롤 형태로 층층이 쌓아 돌돌 만 부분을 '젤리롤' 이라고 하는데 이를 케이스(파우치)에 넣어 리튬이온 배터리가 만들어지게 된다.
셀의 젤리롤을 담는 케이스는 얇은 알루미늄 평판을 찍어 누르는 프레싱 작업을 통해 만드는데 삼성SDI 배터리는 눌림 현상으로 분리막이 손상돼 양극 판이 서로 만나 발화가 일어났다.
ATL 배터리는 양극판을 융착하는 과정에서 이음새에 발생한 비정상적 돌기가 발화의 원인이었다.
UL의 컨슈머비즈니스 부문 사지브 지수다스 사장은 "손상된 삼성SDI 배터리 내부에 작은 빈틈이나 버블, 균일하지 않는 눌림 현상 등을 발견했다"며 "이러한 변형이 우측 상단에서 일어났고, 분리막 모서리 부분 변형도 반복적으로 나타났다"고 설명했다.
이어 "조립 또는 제조 공정상에서, 그리고 설계상의 원인으로 같은 문제가 발생한 것을 확인했다"며 "설계상의 문제가 분리막을 얇게 만들어 내성을 떨어뜨렸고, 재사용으로 인한 반복적인 스트레스가 내부 단락을 일으켰다"고 언급했다.
ATL 배터리는 배터리 융착 부위(이음새)의 비정상적 돌기, 절연 테이프 미부착, 얇은 분리막 등의 조합이 내부에서 단락 현상을 일으킨 것으로 봤다.
엑스포넌트의 조사 결과도 UL과 비슷했다. 엑스포넌트는 삼성SDI 배터리가 셀파우치의 설계에서 공간이 충분하지 못해 음극판 부위의 젤리롤 분위가 눌려 음극판이 손상됐다고 판단했다.
또 ATL 배터리는 비정상적으로 높은 융착 돌기와 이로 인한 절연 테이프와 분리막 파손 때문에 발화한 것으로 분석됐다. 일부 제품은 절연 테이프가 미부착된 상태로 발견됐다.
UL과 엑스포넌트는 기기 자체에서 발화와 연관된 문제가 없었다는 결론을 내렸다. 갤노트7에 들어간 두 회사의 배터리가 다른 문제로 발화를 일으켰다는 것이다.
아울러 튜브라인란드는 갤노트7 제조 공정과 배터리 물류 시스템과 폰 조립 공정 운영 상의 배터리 안전성에 대해 집중적으로 조사했고, 여기에서는 배터리의 안전성을 저해할 수 있는 요인이 발견되지 않았다고 밝혔다.
한편 고동진 삼성전자 무선사업부(IM) 사장은 "이번 일을 통해 우리뿐만 아니라 업계 전체가 리튬이온 배터리의 안전성을 강화할 수 있는 계기가 되길 바란다"며 "이번 교훈을 업계와 더욱 적극적으로 공유해 전체의 안전성 강화에 공헌하도록 하겠다"고 전했다.
(뉴시스)