목차 조사개요 일반현황 리튬 차전지 리튬 차전지의위해성 관련기준 위해사례분석 조사결과 시험검사 표시실태 문제점및개선방안 조치계획 [ 붙임 ] 1. 충전지 ( 리튬 2 차전지 ) 시험결과 2. 전지안전사고예방을위한주의사항

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애정 순
6 years ago
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1 소비생활에가치와신뢰를더하여국민의삶의질향상에기여한다 충전식소형가전전지안전실태조사 안전감시국 제품안전팀

2 목차 조사개요 일반현황 리튬 차전지 리튬 차전지의위해성 관련기준 위해사례분석 조사결과 시험검사 표시실태 문제점및개선방안 조치계획 [ 붙임 ] 1. 충전지 ( 리튬 2 차전지 ) 시험결과 2. 전지안전사고예방을위한주의사항

전기용품및생활용품안전관리법 에따라안전확인대상전기용품으로분류되며 휴대용밀폐 차전지안전기준 을준수하도록규정하고있음

3 조사개요 1. 배경및목적 최근휴대가용이하고 사용공간의제약이없어편리하게사용할수있는다양한무선가전기기들이시장에출시되고있음 무선가전기기에는에너지공급원으로전지가사용되며 다른전지에비해크기가작고무게가가벼우면서도효율이높은리튬 차전지 가가장광범위하게사용되고있음 리튬은반응성이매우높은금속으로잘못취급할경우폭발등의위험성이높아리튬 차전지는 전기용품및생활용품안전관리법 에따라안전확인대상전기용품으로분류되며 휴대용밀폐 차전지안전기준 을준수하도록규정하고있음 그러나전지를제어하거나보호할수있는보호회로가없거나안전확인신고당시와달리부품을변경하는등불법 불량전지에의한폭발 화재사고가지속적으로발생하고있음 이에충전식무선소형가전제품을중심으로리튬 차전지에대한안전 실태를조사하여소비자정보로제공하고 결함제품의시장퇴출을통해 소비자안전확보에기여하고자함 - 1 -

4 2. 조사내용및방법 3. 조사대상 충전식무선소형가전 개제품의리튬 차전지 블루투스마이크 개 무선고데기 헤어용 속눈썹용 개 4. 조사기간및조사자 조사기간 년 월 월 조사자 정은선차장 안전감시국제품안전팀 조사자 조경록연구위원 시험검사국전기전자팀 - 2 -

5 일반현황 1. 리튬 2차전지 정의및구성 리튬 차전지란리튬금속혹은그화합물을사용하여충전이가능하도록설계된전지를말하며 양극 음극 분리막 전해질및용기등으로구성되어있음 [ 리튬 2 차전지의구성및역할 ] 충 방전원리 리튬 차전지는양극과음극에있는리튬이온의산화 환원 반응에따라화학에너지가전기에너지로바뀜으로서전류를생성함 전지가방전 전기생산 될때는음 극에있던리튬이온 과전자 가전압이높은양 극으로이동하면서전기를발생시키고 충전시에는전기를공급하여음극의전압을인위적으로높임으로써양극에있던리튬이온과전자가음극으로이동함 [ 리튬 2 차전지의충 방전 ] - 3 -

6 종류 리튬 차전지에사용되는전해질 에따라 리튬이온전지 와 리튬이온폴리머전지 로구분됨 리튬이온전지 전해질이액체상태인리튬 차전지 리튬이온폴리머전지 전해질이화학적으로안정한폴리머 고체또는젤형태의고분자중합체 상태인리튬 차전지 리튬이온전지 vs 리튬이온폴리머전지 ] 구분리튬이온전지리튬이온폴리머전지전해질 액체 고체또는젤형태의고분자중합체 장점 높은에너지저장밀도 중금속이없음 높은에너지저장밀도 중금속이없음 높은안정성 ( 고분자중합체로폭발위험성이낮음 ) 단점 고온시폭발위험성이높음. 제조공정이복잡하여가격이고가임. 리튬 차전지의장점 무게 리튬은원자번호 번으로다른금속보다가벼워납산 니켈기반전지에비해단위무게당에너지밀도가높음 기전력 리튬 차전지의기전력은 로니켈기반전지 개 각 에해당하는기전력 을얻을수있음 관리용이성 리튬 차전지는니켈기반전지와달리완전히방전되지않은상태에서충전하더라도전지의용량이줄어드는기억효과 가없어관리가용이함 전력손실 리튬 차전지의자가방전율은 월 로니켈기반전지의 에불과해전력손실이매우적음 - 4 -

7 리튬 차전지의단점 수명 리튬 차전지는제조된직후부터사용여부와상관없이열화 가진행되며대략적인수명이 년으로짧은편임 사용온도 리튬 차전지는 에서연간약 에서약 에서약 의정격용량이감소돼열을발생하는기기등고온환경에서사용할경우전지수명이단축됨 폭발위험성 리튬은반응성이매우높은금속으로잘못취급할경우폭발위험이있음 2. 리튬 2 차전지의위해성 리튬 차전지는외부가열 외부충격 외부단락 과충전 과전류등의외적요인과전지부품및구조적결함등다양한원인에의해발화및폭발이발생될수있음 발화및폭발사고가발생하게되면외관이녹아내리는등훼손되어원인을규명하기어려운경우가많음 특히내부단락에의한발화및폭발인경우전지내부의복잡한구조와다양한발열루트로인해사고후전지를분해하지않으면원인을찾기어렵고 분해하더라도극판의심한탄화로규명이쉽지않음 비정상적인온도상승이나과충전 과전류등을차단할수있는보호회로가없을경우발화및폭발위험이높아짐 - 5 -

[ 참고 ] 보호회로유무에따른리튬 2차전지의안전성 1) ( 과충전시험 ) 보호회로가없는리튬 2차전지에다양한충전전압을공급해과충전시험을한결과, 6개중 5개전지에서폭발이발생함.

- 보호회로가장착된전지의경우, 실험중가장높은전압 (15V) 과전류 (5A) 를공급하여도 168 시간동안이상징후가발생하지않았음.

- 보호회로가장착된전지의경우, 보호회로에의해이상과전류의흐름이차단돼 168시간동안이상징후가발생하지않았음.

8 [ 참고 ] 보호회로유무에따른리튬 2차전지의안전성 1) ( 과충전시험 ) 보호회로가없는리튬 2차전지에다양한충전전압을공급해과충전시험을한결과, 6개중 5개전지에서폭발이발생함. - 특히컴퓨터 USB(5.11V, 0.5A) 를이용하여정상적으로충전한경우에도 336시간경과후폭발이일어남. - 보호회로가장착된전지의경우, 실험중가장높은전압 (15V) 과전류 (5A) 를공급하여도 168 시간동안이상징후가발생하지않았음. ( 단락시험 ) 보호회로가없는리튬 2차전지에단락시험을 2회실시한결과첫번째는전지포장재가녹아내렸고두번째는폭발이발생함. - 보호회로가장착된전지의경우, 보호회로에의해이상과전류의흐름이차단돼 168시간동안이상징후가발생하지않았음. [ 과충전시험폭발 ] [ 단락시험전 후 : 전지포장재가녹아내림 ] 리튬 차전지리콜사례 삼성전자갤럭시노트 배터리폭발등불량으로리콜 휴대용선풍기 10개중 3개제품의전지가안전확인미신고제품으로확인되어리콜 ( 국가기술표준원 휴대기기 개품목 개에사용되는전지중 개가불법 불량제품으로확인돼리콜 국가기술표준원 한국레노버 배터리과열 화재위험 있는일부노트북리콜 애플노트북 맥북프로 의배터리가부풀어오르는결함으로리콜 1) 리튬이온및리튬폴리머배터리의폭발과화재위험성에관한연구 ( 이범주외, 2017 년 ) - 6 -

9 3. 관련기준 휴대기기에사용되는 차전지 충전지만해당 는 전기용품및생활용품안전관리법 및 전기용품및생활용품안전관리운용요령 에따라안전확인대상전기용품으로분류되며 휴대용밀폐 차전지안전기준 을충족해야함 [ 휴대기기의적용범위 ] 구분가. 손에쥐고사용하는기기나. 휴대가가능한장비다. 이동가능한장비 예시 ㅇ스마트폰, 태블릿 PC, 오디오 / 비디오플레이어, 그와유사한기기 ㅇ노트북, CD 플레이어, 그와유사한기기 ㅇ무게가 18kg 이하이며고정용이아닌것또는의도된용도로사용하기위해바퀴등을통해이동이가능한장비 ㅇ전동공구, 전기자전거, 업무용비디오카메라, 이와유사한기기 주요안전요구사항 보호회로 전지는독립적인제어및보호장치를통해비정상적인온도상승을예방하고 단전지제조사가명시한온도및전압 전류합계값을유지하여야함 열노출안전성 단전지에만적용 상온에서충전시킨단전지를 의속도로 까지상승시킨후 분간 대용량전지는 분 방치해도발화및폭발이없어야함 - 7 -

10 외부단락안전성 완전하게충전시킨전지를 에보관한후 의외부저항으로양극과음극단자를연결하여전지팩을 단락시켜도발화및폭발이없어야함 과충전안전성 전지에만시험 제조자가제시한최종방전전압으로 방전한전지를 의정전류로제조사가제시한것보다더오래충전 해도발화및폭발이없어야함 압착안전성 단전지에만적용 충전상한온도에서완전히충전시킨 단전지를두개의평면사이에두고 의힘으로압착하여도발화 및폭발등이없어야함 충전상한전압 리튬코발트산화물을사용하는리튬 차단전지의 경우충전상한전압이 를초과하지않아야함 권고사항 표시사항 안전인증여부등은해당안전관리대상제품또는그포장에쉽게알아볼수 있도록표시하고 떨어지지않도록붙이거나인쇄또는각인등의방법으로 표시하여야함 - 리튬 차전지에는안전확인신고번호및 마크 모델명 정격전압 정격용량 제조년월등을표시해야함 - 전기용품에내장되어분리되지않는일체형충전지는안전확인마크또는안전확인신고번호중하나를선택하여충전지에표시해야하며 나머지표시사항은전기제품의꼬리표또는포장지표면의보기쉬운곳에표시할수있음 - 8 -

11 위해사례분석 연도별 최근 년간 년 우리원소비지위해감시시스템 에접수된리튬 차전지관련위해사례는 건 으로매년지속적으로발생하고있음 위해원인별 위해원인은 품질 이 건 으로가장많았고 폭발 발화 불꽃 과열 등 차사고발생우려가높은사례도 건 에 달하였음 주요위해사례 사례 1 사례 2 사례 년 4월지하철을타고이동중바지주머니속에넣어둔휴대폰예비배터리가과열되면서허벅지와종아리에화상을입음 년 11월드론장난감배터리를충전하던중배터리가갑자기폭발해마룻바닥이그을림 년 7월휴대용선풍기사용중배터리부위가뜨거워지면서연기가나고외부플라스틱케이스가녹아내림

12 조사결과 조사대상 충전식소형가전 개제품의리튬 차전지 블루투스마이크 개 무선고데기 개 1. 시험검사 전지안전성 시험항목시험방법시험기준 보호회로유무 과충전 외부단락 고온노출 전지에보호회로 (PCM) 부착여부확인 전지과충전시발화및폭발여부확인 전지단락시발화및폭발여부확인 단전지 (cell) 고온노출시발화및폭발여부확인 휴대용밀폐 2 차전지 (KC 62133) 압착 충전상한전압 단전지 (cell) 압착시발화및폭발여부확인 휴대폰용충전기 (DC 5.0 V, 2.0 A) 로충전시충전이종료되는전지전압을측정해과충전여부확인 확인시험 ( 보호회로 ) 리튬 2차전지는비정상적인온도상승, 과충전, 과전류등을예방하기위해독립적인제어및보호장치가있어야함. 조사대상 20개중 2개제품 은리튬 2차전지에보호회로가장착되어있지않아안전기준에부적합한것으로나타남. 이들제품의리튬 차전지는보호회로를장착하여안전확인신고를한후보호회로를제거 임의변경 하여판매하고있었음 또다른 개제품 의전지는 년이전제조된저밀도리튬 차전지로보호회로가없었으나당시는안전확인신고대상이아니었으며 동일제품 개에각기다른규격의전지를사용하고있었음 [ 동일제품에다른규격의전지사용사례 ]

차전지는충전상한전압권고치 를초과하는것으로나타남 구분 충전상한전압권고치준수미준수 ( 초과 ) 계 블루투스마이크 8개 2개 10개

13 구분 보호회로유무 계 블루투스마이크 9개 1개 10개 무선고데기 9개 1개 10개 계 18개 2개 20개 보호회로가있는전지 보호회로가없는전지 충전상한전압 리튬 차전지의안전성확보를위해충전상한전압은 를초과하지않도록권고하고있음 조사대상 개중 개제품 의리튬 차전지는충전상한전압권고치 를초과하는것으로나타남 구분 충전상한전압권고치준수미준수 ( 초과 ) 계 블루투스마이크 8개 2개 10개 무선고데기 5개 5개 10개 계 13개 7개 20개 과충전 외부단락 고온노출 압착 조사대상 개전제품의리튬 차전지가해당안전성항목에적합하였음

마크와안전확인신고번호를표시하지않았음 구분 안전확인신고번호등유무해당없음 계 블루투스마이크 10개 0개 0개

은전지표면 제품표면 제품포장에표시되어있는안전확인신고번호가각각달랐음 - 사업자확인결과 개제품

14 2. 표시실태 안전확인신고표시 리튬 차전지는 안전확인대상전기용품 으로 마크와안전확인신고번호를제품또는최소단위포장에표시하여야함 조사대상 개중 개제품 은 마크와안전확인신고번호를표시하지않았음 구분 안전확인신고번호등유무해당없음 계 블루투스마이크 10개 0개 0개 10개 무선고데기 8개 1개 1개 * 10개 계 18개 1개 1개 20개 안전확인신고번호가표시된 개중 개제품 은전지표면 제품표면 제품포장에표시되어있는안전확인신고번호가각각달랐음 - 사업자확인결과 개제품 은안전확인신고변경사항이발생하였으나전지표면에만이를반영하였고 개제품 은제작과정에서라벨을잘못부착해신고번호를다르게표시하는등관리가미흡하였음 동일제품임에도표시위치에따라안전확인신고번호가다른제품 시료 1 번 ( 제품표면 ) YU 시료 1 번 ( 포장박스 ) XU A 시료 11 번 ( 전지표면 ) YU 시료 11 번 ( 사용설명서 ) XU

15 조사대상전제품이전기용품에내장돼분리되지않는일체형전지임에도 개제품은안전확인신고번호등을전지에만표시하고있어소비자가제품구매시안전확인신고된제품인지확인이불가능해개선이필요한것으로나타남 구분 전지표면에만표시 제품표면등외관에만표시 전지표면및제품표면등복수표시 계 블루투스마이크 개 무선고데기 개 계 개 정격전압및용량표시 리튬 차전지는정격전압및용량을표시하여야함 조사대상 개중 개제품 은정격전압과정격용량을표시하지않았음 구분 정격전압및용량유무 계 블루투스마이크 9개 1개 10개 무선고데기 10개 0개 10개 계 19개 1개 20개

16 문제점및개선방안 1. 리튬 2차전지안전관리 감독강화 문제점 리튬 차전지는에너지효율이높고 충 방전이자유로워사용편의성이좋은반면 고온 과충전 과전류 외부충격등에취약해안전요건을미충족한제품은폭발 발화등의안전사고가발생할수있음 조사대상 개중 개 제품은비정상적인온도상승등을예방하기위한보호회로가미장착되어있어안전기준에부적합한것으로나타남. 이들제품은안전확인신고후보호회로를제거 임의변경 하여판매한것으로확인됨 최근충전식소형가전제품의사용이증가하는만큼안전성이검증된전지가유통될수있도록철저한사후관리가필요함 개선방안 충전식소형가전제품의리튬 차전지에대한안전관리 감독강화 2. 안전확인신고표시관리 감독강화및표시기준개선 문제점 휴대용기기에사용되는리튬 차전지는안전확인대상전기용품으로 제조 수입자는제품의출고또는통관전에안전인증기관으로부터안전확인을받아야하며 대상전기용품또는그포장에 마크및안전확인신고번호를표시하여야함 조사대상 개중 개 제품은 마크또는안전확인신고번호를표시하지않아표시기준에부적합하였음 안전확인신고표시를한 개 중 개제품은내장형전지표면에만이를표시하고있어개선이필요한것으로나타남

17 현재 전기용품및생활용품안전관리운용요령 에서는전기용품에내장된일체형충전지에 마크또는안전확인신고번호를표시하면해당제품및포장표시를생략할수있도록하고있어소비자가구입제품을분해해보지않는이상안전확인신고제품여부를확인할방법이없는실정임 따라서 마크또는안전확인신고번호는최소단위포장에도반드시표시하도록규정개정이필요함 개선방안 리튬 차전지사용전기용품의안전확인신고표시관리 감독강화및관련표시기준개선 3. 충전상한전압기준치준수를통한안전성확보 문제점 충전식전기용품을충전상한전압기준치보다높게충전하여반복사용하게되면전지수명이짧아질수있고 전지가부풀어오르는스웰링현상이발생하는등안전사고발생위험이높아지므로충전상한전압이 를초과하지않도록권고하고있음 그러나조사대상 개중 개제품의리튬 차전지는충전상한전압권고치를초과하는것으로나타남 개선방안 충전상한전압기준치를준수하도록충전식소형가전제품업체의자발적개선필요

18 조치계획 1. 대정부건의 국가기술표준원 충전식소형가전제품의리튬 차전지에대한안전및표시실태관리 감독강화 일체형충전지의 마크및안전확인신고번호표시기준개선 2. 사업자시정권고 안전기준부적합제품의판매중지및회수권고 충전상한전압기준준수권고 3. 소비자정보제공 언론홍보및 소비자시대 게재

19 < 붙임 1> 충전지 ( 리튬 2 차전지 ) 시험결과 제품구분 시료번호 모델명또는제품명 제조원또는수입원 보호회로유무 과충전 전지안전성 외부단락 고온노출 압착 충전상한전압 [V] 1 ITMS100 인터메종있음이상없음이상없음이상없음이상없음 4.28/ DCM-MY_MIC P7 Shenzhen ITM Technology Co., LTD 있음이상없음이상없음이상없음이상없음 4.21/ KTV-K068 주 없음 * 이상없음이상없음이상없음이상없음 4.18/ MC BABY 보토코리아있음이상없음이상없음이상없음이상없음 4.20/4.21 블루투스마이크 5 N-002 엔켓있음이상없음이상없음이상없음이상없음 4.26/ Swing M5 엔트리원더스있음이상없음이상없음이상없음이상없음 YS-BM300 요이치 있음 이상없음이상없음이상없음이상없음 4.18/ GBM-W2600 지클릭커 있음 이상없음이상없음이상없음이상없음 4.17/ SP3171MKBT 쓰리제이알 없음 이상없음이상없음이상없음이상없음 4.17/ WS-JSP3105 포커스글로벌 있음 이상없음이상없음이상없음이상없음 4.19/ SS-SHINY021 SS SHINY 있음 이상없음이상없음이상없음이상없음 4.27/ HDG-6012M 에치티이 있음 이상없음이상없음이상없음이상없음 4.23/ LI-0079BP 제이월드텍 있음 이상없음이상없음이상없음이상없음 4.29/ MS101RA 마이미 있음 이상없음이상없음이상없음이상없음 4.22/4.23 무선고데기 15 MJC-002 엠제이코리아있음이상없음이상없음이상없음이상없음 4.29/ UCI-B2222 유닉스전자 있음이상없음이상없음이상없음이상없음 4.21/ BB-01K( 시즌 2) 코스티글로벌없음이상없음이상없음이상없음이상없음 4.26/ BeautyGirl-Ⅱ TKC 있음이상없음이상없음이상없음이상없음 4.20/ APH-302 에이피안전기술있음이상없음이상없음이상없음이상없음 4.29/ 히트실리콘속눈썹고데기 칠성산업있음이상없음이상없음이상없음이상없음 4.19 주. 과충전시험은전지정격용량을표시한전지로, 나머지시험항목 ( 외부단락, 고온노출, 압착, 충전종료전압 ) 은정격용량이표시되지않은전지로시험한결과임. * 해당제품은 2016 년이전제조제품으로, 저밀로 2 차전지의경우는 2016 년까지안전확인신고대상에서제외됨

20 < 붙임 2> 전지안전사고예방을위한주의사항 2) 전지를가열 분해및개조하는행위는누액이나발화의위험성을초래할수있어삼가야함 전지충전시플러스극 마이너스극을반드시확인하고사용해야함 전지를혼용해서사용할경우과방전의원인이되므로같은제조사 같은용량을가진전지를사용해야함 배터리를버릴때는양극을테이프로막은뒤처리해야함 잔량이남은배터리의단자들이서로접촉하면합선및발열위험이있음 여름철관리요령 밀폐된자동차나햇볕이직접내리쬐는장소에전지를보관하면과열로인한안전사고발생위험이높아짐 특히기온이 이상되면전지부품자체에손상이발생할수있어주의가필요함 겨울철관리요령 날씨가추운겨울철에는전지의전반적인화학반응이느리고내부저항이증가하여전지가평소보다빨리방전됨 따라서리튬이온전지를사용하는기기는외출시옷속에보관하거나커버 헝겊 를덮는등따뜻하게유지하는게바람직함 오래사용하기않는경우 몇개월간제품을사용하지않을때는사전에전지를 충전해두는것이좋으며자가방전을줄이기위해서는냉장실 냉동실등저온공간에보관하는것이바람직함 2) 올바른배터리이용을위한 KERI 배터리가이드북 ( 한국전기연구원, 15) 발췌

목차 Ⅰ 시험개요 1 Ⅱ 건전지품질비교시험결과요약 4 Ⅲ 건전지종합평가표 8 Ⅳ 시험결과조치계획 9 [ ]

우리는소비자와함께행복한세상을만든다 건전지품질비교시험결과보고서 2012. 8 시험분석국 기계전기팀 목차 Ⅰ 시험개요 1 Ⅱ 건전지품질비교시험결과요약 4 Ⅲ 건전지종합평가표 8 Ⅳ 시험결과조치계획 9 [ ] 1. 10 2. 24 3. 25 I 시험개요 1. 시험배경및목적 - 1 - 2. 시험대상 () ( ) 1 [4 ] Zhejiang Mustang Battery