위조 리튬 이온 배터리가 시장에 침투하다

전 세계 배터리 제조업체의 감사관으로서 메릴랜드 대학교 기계 엔지니어 마이클 페흐트 흠집 하나 없는 생산 현장을 순회하는 자신을 자주 발견합니다. 그는 “상상할 수 있는 가장 깨끗한 병원, 즉 반도체식 청결도”와 유사하다고 말합니다. 그러나 그는 그 반대의 경우도 많이 보았습니다. Pecht는 수십 곳의 배터리 공장을 감사한 결과, 직원들이 생산 라인 옆에 있는 공장에 물을 주거나 담배를 피우고 있는 것을 발견했다고 추정합니다. 이 공장에서는 미립자와 오염 물질이 배터리 구성 요소에 들어가 성능과 안전성을 저하시킬 수 있습니다.

안타깝게도 그런 장면들은 빙산의 일각에 불과합니다. Pecht는 안전 기능이 거의 또는 전혀 없이 제대로 조립되지 않은 리튬 이온 전지를 본 적이 있으며, 더 나쁜 것은 노골적인 위조품을 본 적이 있다고 말합니다. 이러한 포니는 집에서 제작되거나 공장에서 제작되어 유명 글로벌 브랜드의 포니로 가장할 수 있습니다. 스쿠터, 베이프 펜, 전자 자전거 및 기타 장치에서 발견되었으며 치명적인 결과를 초래하는 화재 및 폭발을 일으켰습니다.

짝퉁이 급증하면서 글로벌 배터리 시장에 우려가 커지고 있다. 실제로 지난 몇 년 동안 뉴욕시에서 배달 자전거 운전자가 사용하는 많은 전력 공급 전기자전거를 포함하여 배터리 결함으로 인해 발생한 화재가 발생한 후 뉴욕시는 인증되지 않은 배터리의 판매를 금지했습니다. 시는 현재 불량 배터리가 화재 위험이 있는 집에서 충전하는 대신 배달원들이 방전된 배터리를 새 배터리로 교체하도록 유도하기 위해 가정용 충전의 대안으로 최초의 전자 자전거 배터리 교체 스테이션을 설치하고 있습니다.

공공 안전 위험이 과대평가될 수 있는 인증 배터리에 비해 위조 배터리의 위험성은 과소평가될 수 있습니다. “이러한 위조품의 경우 상황이 훨씬 더 심각할 것입니다.”라고 Pecht는 말합니다.

위조 배터리를 만드는 방법에는 몇 가지가 있습니다. 사기꾼은 LG, Panasonic, Samsung과 같은 합법적인 제조업체에서 제작한 오래된 배터리나 폐기 배터리에 라벨을 다시 붙여 새 배터리로 판매하는 경우가 많습니다. Pecht는 “새 라벨을 만들고 붙이는 것은 매우 간단합니다.”라고 말합니다. 더 높은 가격을 얻기 위해 그들은 때때로 셀이 실제로 가지고 있는 것보다 더 많은 기능을 요구하는 라벨로 실제 배터리에 배지를 다시 붙입니다.

그러나 가장 널리 퍼진 가짜 배터리는 직접 만든 것이라고 Pecht는 말합니다. 리튬 이온 셀을 만드는 것이 매우 간단하기 때문에 위조자는 임시 변통 환경에서 이를 수행할 수 있습니다. 양극, 음극, 분리막, 전해질 및 기타 전기 심지어 야간 배터리 제조업체도 셀을 작동시킬 수 있습니다.

그들이 하지 않는 것은 테스트되고 인증된 배터리만큼 안전하고 신뢰할 수 있도록 만드는 것입니다. 위조범은 화재로 이어지는 문제를 방지하는 안전 메커니즘을 간과합니다. 예를 들어, 인증된 배터리는 배터리의 전기적 단락이나 기계적 손상으로 인해 시작될 수 있는 연쇄 반응인 열 폭주를 방지하고 제어할 수 없을 정도로 온도가 상승하는 것을 방지하도록 제작되었습니다.

Underwriters Laboratories Research Institutes의 일부인 휴스턴 소재 전기화학 안전 연구소의 부사장이자 전무이사인 Judy Jeevarajan은 2023년에 가짜 배터리에 대한 연구를 주도했습니다. 이 연구에서 Jeevarajan과 그녀의 동료들은 세 제조업체(이름은 공개되지 않음)에서 실제 및 가짜 리튬 배터리를 모두 모아 차이점을 보여주기 위해 한계까지 밀어붙였습니다.

파괴적인 물리적 분석이라고 불리는 한 가지 테스트에는 작은 원통형 배터리를 분해하는 작업이 포함되었습니다. 이는 즉시 품질의 차이를 드러냈습니다. 합법적인 고품질 사례에는 실린더 상단과 하단에 두꺼운 플라스틱 절연체가 포함되어 있을 뿐만 아니라 배터리의 “젤리 롤” 코어를 고정하기 위해 축 방향 및 방사상으로 배치된 테이프가 포함되어 있습니다. 그러나 불법적인 사례에는 절연체가 더 얇거나 전혀 없고 안전 테이프가 거의 또는 전혀 없습니다.

Jeevarajan은 “원래 제품은 리튬 이온 전지가 제공하는 높은 에너지 밀도와 관련된 위험을 줄이기 위한 특정 기능으로 만들어졌기 때문에 안전 관점에서 볼 때 이는 주요 관심사입니다.”라고 말합니다.

Jeevarajan 팀은 또한 배터리를 과충전하고 전기 단락을 일으켰습니다. 상징적인 18650 리튬 이온 실린더와 같이 합법적으로 테스트되고 인증된 배터리는 재료가 뜨거워질수록 전기 저항을 얻는 정온도 계수, 내부 압력이 너무 높아지면 배터리의 전기 회로를 자동으로 차단하는 전류 차단 장치(CID)와 같은 내부 안전 기능으로 이러한 위협에 대응합니다. Jeevarajan의 테스트에서 합법적인 리튬 배터리는 최고의 절연체와 내부 구조를 가지고 있었습니다. 또한 과충전을 방지하여 화재 위험을 줄이는 고품질 CID를 갖추고 있습니다. 다른 세포에는 하나도 없었습니다.

배터리에 안전 부품이 전혀 없음에도 불구하고 위조 라벨이 원래 제조업체와 정확히 동일한 색상과 표시를 갖도록 세심한 주의를 기울였다고 Jeevarajan은 말합니다.

위조 배터리를 찾는 방법

위조범은 제조업체의 라벨을 복제하는 데 능숙하기 때문에 가전제품과 함께 제공되는 리튬 배터리나 eBay 또는 Amazon과 같은 사이트에서 구입할 수 있는 교체품이 실제로 정품인지 확실히 알기 어려울 수 있습니다. 이로 인해 어려움을 겪는 것은 개인 소비자만이 아닙니다. Pecht는 기기 제조업체가 기기용으로 LG 또는 삼성 배터리라고 생각하는 것을 구입했지만 해당 배터리가 진짜인지 확인하지 못한 경우를 알고 있다고 말합니다.

Jeevarajan은 “육안으로 검사하는 것만으로는 알 수 없습니다.”라고 말합니다. 그러나 기업은 실사를 수행하기 위해 셀을 분해할 필요가 없습니다. “셀 내부에 안전 장치가 없는지 여부는 그 존재를 확인하는 테스트를 수행하여 확인할 수 있습니다.”라고 그녀는 말합니다. Pecht는 간단한 방법은 라벨링, 성능 또는 기타 특성을 의심스러운 셀과 비교할 수 있는 알려진 합법적인 배터리인 비교 표준을 준비하는 것이라고 말합니다. 그의 팀은 배터리 내부를 살펴보고 배터리가 올바르게 제작되었는지 확인하기 위해 CT 스캔까지 수행할 것입니다.

물론 대부분의 소비자는 집에 있는 모든 충전식 배터리의 정확성을 테스트할 수 있는 장비를 가지고 있지 않습니다. 따라서 현명한 쇼핑을 위해 Pecht는 사람들에게 어떤 종류의 배터리와 장치를 사용하고 있는지 생각해 보라고 조언합니다. 스마트폰의 장치와 전기 자동차에 사용되는 대용량 대용량 배터리는 문제가 아닙니다. 엄격한 품질 관리를 받으며 가짜일 가능성이 거의 없습니다. 그는 지금까지 위조품이 발견될 가능성이 가장 높은 곳은 작고 저렴한 장치에 사용되는 원통형 배터리라고 말합니다.

Jeevarajan은 “이들은 주로 카메라, 캠코더, 휴대폰, 보조 배터리, 전동 공구, 전자 자전거, 전자 스쿠터 등 다양한 휴대용 응용 분야의 에너지 및 전원으로 사용됩니다.”라고 덧붙입니다. “대부분의 제품은 제조업체의 부품 번호와 동일함을 보여주는 부품 번호로 판매됩니다. 전기 자동차는 매우 첨단 기술 시장이므로 품질이 낮거나 원산지가 의심스러운 셀 및 배터리를 허용하지 않습니다.”

Pecht는 위조 배터리 재앙과 싸울 때의 문제는 사람들이 아파트에서 전자 자전거 배터리를 부적절하게 보관하거나 충전하는 것을 방지하려는 노력과 같은 소비자 행동에 초점을 맞추는 경향이 있다는 점이라고 Pecht는 말합니다. 안전한 취급과 충전도 중요하지만 더 중요한 것은 공급망에서 위조품을 차단하는 것입니다. “그들은 당신이 너무 많은 비용을 청구했거나 당신이 잘못한 것처럼 사용자를 비난하고 싶어합니다.”라고 그는 말합니다. “하지만 내 생각에는 세포 자체가 문제인 것 같아요.”