① 2번의 리콜, 결국 결말은 단종
코나 EV 화재는 공식적으로는 2019년 7월 28일 강원 강릉에서부터 시작됐다. 업계에 따르면 국내에서 발생한 화재 건수는 확인된 것만 16건이다. 현대차는 잇따라 발생하는 화재에 현대차는 2017년 9월 29일부터 2020년 3월 13일까지 제작된 코나EV에 대한 리콜을 진행했다.
1차 리콜에선 배터리 매니지먼트 시스템(BMS)을 업데이트한 뒤 추가적인 이상이 발생하는 경우 배터리를 교체했다. 이후 진행된 2차 리콜에선 배터리 전체를 교체했지만 이후에도 화재 발생, 주행 거리 감소 등 문제가 지속적으로 발생했다. 이 여파로 실적까지 감소하자, 2021년 4월에 현대차는 국내 시장에서는 단종을 공식화하였고 북미·유럽 등 수요가 있는 해외는 판매를 지속해왔다.
한편 당시 관련 사안을 조사했던 국토부는 초기 LG에너지솔루션 중국 난징공장에서 생산된 고전압 배터리 중 일부에서 제작 결함을 발견했다고 2021년 2월 발표했다. 이후 추가로 알려진 바에 따르면 현대차와 LG에너지솔루션이 1세대 코나 ev 리콜사태로 인해 물어내야 했던 비용은 추정으로만 1조1000억 원이었다.
② 화재의 주요 원인, 밝혀졌나?
단종 이후에도 이미 구입한 모델들 일부에서 화재가 발생했다. 하지만 1세대 모델은 단종이 되었고, 최근 2세대 모델까지 출시되면서 코나 ev 화재 이슈는 점점 뒤로 밀려났다. 그런데 자동차안전연구원이 최근 ‘현대 코나 전기차 주차 중 화재 발생 제작결함조사 결과보고서’를 발표하면서, 더 밀리면 보이지 않았을 이슈가 다시 떠올라 주목을 받게 되었다.
보고서에 따르면 연구원은 우선 국내서 화재가 발생한 코나 EV 차량에 대해 전수 조사를 실시하였고, 음극탭리드가 접히면서 문제가 발생했다고 바라봤다. 이로 인해 리튬 부산물이 발생했고 셀 내부에서 합선이 일어났다고 판단했다.
구체적으로는 음극탭리드가 접히면서 리튬이온이 음극으로 이동하지 못하게 됬는데, 이 때 탭리드 주변으로 생긴 리튬 부산물이 지속된 사용으로 양이 늘어났고 그렇게 시간이 지나서 결국 양극탭리드에서 합선이 일어났다고 본 것이다. 또한 화재 재현 시험도 진행했다. 열충격, 진동 등 외부 요인은 원인이 아닌 것으로 판단했다. 배터리 외부 합선에 의한 화재 모사 시험도 역시 진행했지만, 실제 차량 화재 시 조건들과 달랐다.
여기서 잠깐 보고서 내용 이해를 위해 배터리 설명을 하면 다음과 같다. 리튬이온배터리의 셀 내부는 음극, 양극, 양극단이 직접 접촉하지 않도록 물리적으로 차단하는 분리막, 리튬이온이 전극으로 이동할 수 있는 매개체인 전해액으로 구성된다. 이 때 앞서 자동차안전연구원의 보고서에서 언급되는 ‘양극탭리드’는 양극과 음극에 달린 것으로, 양·음극판을 연결해 외부로 전기를 입출력하는 기능을 한다.
다시 돌아와서, 문제는 어느정도 결과를 냈음에도 정작 보고서에 화재 원인을 명확히 밝히지 못하고 ‘화재 발생 가능성 확인’, ‘추정’ 등의 단어를 반복 사용해 ‘반쪽짜리 원인’으로 남게 된 것이다. 이에 대해 자동차안전연구원 “내부단락은 다양한 원인이 존재할 수 있어 화재 발생의 구체적인 원인은 특정하기 어렵기 때문이다”라고 답변했다.
③ 다른 곳도 답답하긴 마찬가지, 대안은?
결국 코나 ev 배터리 화재 원인은 자동차 제조사든, 배터리 제조사든 아니면 조사기관이든 누구도 원인을 깔끔하게 밝히지 못한 셈이 되었다. 그런데 가만보면 전기차에 리튬이온배터리를 사용한다면, 화재에 대해 명확한 원인이 공식적으로 밝혀지지 않는 건 비단 현대차 문제만이 아니다.
하지만 그간 전기차 화재와 관련해 어디가 어떻게 잘못되었다고 명확하게 밝혀지고 개선된 적은 거의 없다. 많은 리스크를 안고 있음에도 당장에 전기차를 생산 및 판매하는데 있어서 리튬이온배터리 만한게 없기에 적용하면서, 동시에 대안책 또는 게임 체인저가 되어 줄 차세대 배터리를 찾고 있는 실정이다.
그렇다면 차세대 배터리는 찾았을까? 아직 양산 단계에는 이르지 못했기에, 여기에 대해선 ‘이것 입니다’라는 말 대신 ‘후보군’이 있다라고 말할 수 있겠다. 첫 번째 차세대 배터리는 전고체 배터리다. 이유는 기존의 리튬 이온 배터리와 달리 이 배터리는 액체 전해질 대신 고체 전해질이 들어가 있어서 배터리 폭발이나 화재 위험으로부터 비교적 자유롭기 때문이다. 참고로 이 배터리와 관련해서는 국내 기업인 삼성SDI가 파일럿 라인을 가동할 정도로 전고체 배터리 개발에 상당한 진전이 있는 것으로 알려졌다.
두 번째 후보군은 ‘바나듐 이온 배터리(VIB)’다. 현재 바나듐을 활용한 배터리는 바나듐 레독스 흐름전지는 전자의 통로가 되는 전해액 성분에 바나듐이 함유되어 있는 형태다. 널리 사용되는 리튬이온 배터리와 비슷하게 화학 에너지를 전기에너지로 바꾸는 2차 전지로 분류된다.
바나듐 이온 배터리는 리튬 이온 배터리와 구조가 비슷하다. 전극이 존재하고, 바나듐을 갈아서 물에 넣은 전해액과 별도의 분리막으로 구성되어 있다. 가장 큰 장점은 배터리에 충격이 가해져 손상되면, 배터리를 감싸는 전극 소재가 전해액을 붙잡아 화재위험을 낮춘다. 그리고 전해액이 물이기 때문에 드릴로 뚫어도 화재가 발생하지 않는다.
하지만 하지만 두 종류 모두 리튬이온배터리보다 무겁고 부피가 큰 탓에 좀더 소형화 시키는 기술이 필요한 것으로 알려졌다. 대신 전기에너지를 함께 사용하는 하이브리드 대형 선박 동력 시스템이나 발전소 ESS, 급속충전기 등에는 이미 활용 가능한 수준인 것으로 알려졌다.
■ 시간이 걸리더라도 제대로 나오길
대안책으로 주목받는 전고체 배터리와 바나듐 배터리, 아직 양산에 이르려면 시간이 더 필요하다. 물론 그만큼 리튬이온배터리와 전기차와의 불안한 동거는 한동안 더 지속될 전망이다. 대신 소비자는 실험용쥐가 아니기 때문에 시간이 걸리더라도 전고체 배터리와 바나듐 배터리만큼은 문제나 불안한 요소가 있다면 개발 단계에서 문제를 해결하고 제대로된 양산품으로 나왔으면 좋겠다.
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