열폭주

열폭주는 어떤 시스템에서 온도가 상승하는 것이 오히려 온도를 더욱 상승시키는 조건을 만들어, 이 과정이 통제 불가능한 양성 피드백으로 증폭되는 현상을 말해요. 이는 시스템의 열 발생 속도가 열 손실(방출) 속도를 초과할 때 시작되며, 한번 발생하면 자체적으로 가속되어 파괴적인 결과로 이어질 수 있어요. 특히 리튬 이온 전지와 같이 에너지가 고도로 밀집된 시스템이나 폭발적인 발열 반응을 포함하는 화학 공정에서 중요한 안전 문제로 다뤄져요. 배터리에서는 외부 과열, 내부 단락, 물리적 충격, 과충전 등의 이상 조건으로 인해 내부 온도가 상승하면, 배터리 내부의 양극재와 전해질 반응 등으로 추가 열이 발생하고, 이 열이 다시 화학 반응을 가속화하여 온도가 급격히 오르는 악순환이 반복되는 현상이에요. 이 과정에서 고체 전해질 계면(SEI) 분해, 음극과 전해질 반응, 분리막 용융에 따른 내부 단락 등이 발생하며, 가연성 가스와 산소가 방출되어 화재나 폭발로 이어질 수 있어요. 배터리 팩과 같이 여러 셀이 밀집된 경우, 하나의 셀에서 발생한 열폭주가 인접한 셀을 가열하여 연쇄적으로 열폭주를 일으키는 열 전파 현상을 유발할 수 있어요.