◆…사진:인스트루멘틀
엔지니어링 관련 전문 블로그 인스트루멘틀(Instrumental)은 삼성전자가 갤럭시 노트7 배터리에 지나치게 공격적인 설계를 도입한 것이 다양한 폭발의 원인이 되었으며 결과적으로 시장에서 철수할 수밖에 없게 됐다고 2일(현지시간) 보도했다.
갤럭시 노트7의 리튬폴리머전지는 코발트산 리튬으로 만들어진 양극과 전해질, 그리고 흑연으로 이뤄진 음극으로 구성돼 있고 전해질이 양극과 음극을 분리하는 분리 막과 리튬 이온이 움직이는 통로 역할을 수행하도록 설계됐다.
이러한 상황에서 2개 층이 접촉하거나 열을 가하게 되면 전해질에 열이 발생하고 결과적으로 폭발을 일으키게 된다.
배터리에 압력이 가해지면 배터리의 폭발을 방지해 안전하게 유지시켜 주는 폴리머 분리막층에 압력이 가해지고 양극과 음극 층이 맞닿아 폭발을 일으킬 수 있다는 결론이 나온다. 이는 뒷주머니에 휴대전화를 넣은 상태에서 의자에 앉았다가 폭발을 일으킨 경우가 말해 준다.
한편 삼성전자는 휴대전화의 두께는 얇게 만들면서도 가능한 한 큰 용량으로 만들기 위해 배터리 설계를 지나치게 공격적으로 했다고 인정한 바 있다. 즉 분리막 층이 전기적 특성을 견디지 못할 정도로 얇게 설계되었다는 의미다.
따라서 일상적인 사용 상태에서 작은 압력이 가해지거나 후면 커버(혹은 뒷주머니)에 넣는 것과 같은 행동만으로도 지속적인 응력(스트레스)이 축적되어 양극이 접촉을 일으키면서 폭발할 수 있는 것이다.
물론 삼성SDI 또한 이러한 위험성을 인식하고 배터리 내부를 보호하면서도 용량을 극대화하기 위한 균형을 이루려는 시도로 사진에서 보는 바와 같이 알루미늄 벽으로 형성된 주머니를 만들고 PCB의 모서리 부분이 배터리 팩에 닿지 않도록 설계했다.
문제는 조기 출시에 따라 충분한 테스트를 가치지 못했다는 점이다. 테스트는 특정한 배터리의 경우 1년 이상이 소요될 정도로 오랜 시간이 걸리는 작업이고 수량도 최소 수천 대는 검증이 필요하다.
갤럭시 노트7용 배터리의 경우 새로운 제조 공정으로 변경되었음에도 불구하고 충분한 테스트를 거치지 않았을 가능성이 제기된다. 삼성전자는 이번 사고를 통해 아무리 높은 기술력과 막강한 자금을 가졌다고 하더라도 신제품의 설계 및 검증 과정은 겸손해져야 한다는 교훈을 얻었을 것으로 보인다.
