LiPo가 집에 불을 내지 않도록 하는 방법

리튬 배터리 안전은 농담이 아닙니다. 리튬 배터리가 불이 붙으면 결과가 정말로 치명적일 수 있기 때문입니다. 리튬 배터리가 불이 붙을 때 위험한 이유 중 하나는 불이 완전히 자가 유지된다는 점입니다. 리튬 배터리는 진공 상태에서도 탈 수 있고, 물속에서도 탈 수 있으며, 스스로 불이 붙기 위해 도움을 필요로 하지 않습니다. 단지 불이 붙을 구실만 있으면 됩니다. 리튬 배터리 안전의 목표는 집을 태울 구실을 주지 않는 것입니다. 배터리를 잘 관리하고 몇 가지 안전 규칙을 따르면 거의 불이 붙지 않고 집을 태우지 않는다는 것이 밝혀졌습니다. 가장 먼저 그리고 가장 중요한 사양은 S 등급입니다. 여기서 배터리는 6s로 표시되어 있는데, 이는 6s 리포 배터리임을 의미합니다. 개별 셀 1 2 3 4 5 6개가 쌓여 있고, 이 배터리를 위쪽에서 자르면 전기적으로 직렬로 연결되어 있음을 알 수 있습니다. 리튬 배터리의 각 개별 셀은 3.0볼트에서 4.2볼트 사이의 전압을 가질 수 있습니다. 기술적으로는 0.0볼트까지 전압이 내려갈 수 있지만, 3.0볼트 이하로 내려가면 아마도 영구적으로 손상될 것입니다. 이것은 리튬 배터리를 안전하게 다루고 사용하려면 피해야 할 사항 중 하나입니다. 개별 셀이 3.0볼트 이하로 내려가지 않도록 하세요. 실제로 배터리 성능은 약 3.3~3.5볼트 이하에서 매우 나빠집니다. 특히 많은 전류를 소모하고 많은 전력을 사용하는 쿼드콥터 같은 경우에는 약 3.5볼트 이상을 유지합니다. 휴대폰, 고글 배터리, 라디오처럼 전력을 많이 소모하지 않는 경우에는 3.0볼트 한계에 더 가깝게 사용할 수도 있지만, 기본적으로 리튬 폴리머 셀의 전압 범위는 셀당 3.0볼트에서 4.2볼트입니다. 예외는 HV로 표시된 셀인데, 여기 이 Nitronector 골드 타이니 우프 배터리에서 볼 수 있습니다. HV로 표시된 셀은 셀당 4.35볼트까지 허용됩니다. 또 다른 예외는 18650 셀 같은 리튬 이온 셀로, 보통 셀당 2.5볼트까지 내려갈 수 있습니다. 몇 가지 예외가 있으니 알아두세요. 하지만 일반적으로 FPV에 사용되는 거의 모든 리튬 폴리머 배터리의 셀 전압 범위는 셀당 3.0볼트에서 4.2볼트임을 명심하세요. 이 숫자는 정말 중요합니다. 셀들이 직렬로 연결되어 있을 때, 이것이 바로 s와 6s가 의미하는 바입니다. 6개의 셀이 직렬로 연결된 것입니다. 이로 인해 셀 전압이 합산됩니다. 이 6s 배터리의 완전 충전 시 전압은 4.2 곱하기 6으로 25.2볼트가 됩니다. 완전 방전 시에는 3.0 곱하기 6으로 18볼트가 됩니다. 하지만 실제로는 약 3.5볼트 이상을 유지하는 것이 좋으며, 이는 3.5 곱하기 6으로 21볼트입니다. 완전 충전 시에는 25.6볼트가 되고, 비행을 시작합니다. 전압이 약 21볼트로 내려가면 착륙을 고려해야 하며, 18볼트 이하로 내려가면 문제가 생길 수 있습니다. 배터리가 손상될 수 있기 때문입니다. 이 숫자들을 이렇게 적용합니다. 물론 2s, 3s, 4s 등으로 비행할 때는 6 대신 2, 3, 4 등을 곱하면 됩니다. 이제 충전기를 소개하겠습니다. 배터리를 충전할 때 사람들이 가장 많이 실수하는 경우가 많고, 그로 인해 배터리가 불이 붙어 집을 태우는 경우가 있습니다. 배터리 전압은 충전 시 가장 중요하게 맞춰야 할 사항 중 하나입니다. 다행히 대부분의 충전기는 이를 자동으로 처리합니다. 배터리의 주 방전 리드를 연결하면 전체 팩 전압을 확인할 수 있습니다. 현재 전압은 23.02볼트입니다. 배터리 충전 시 어려운 점 중 하나는 주 방전 리드의 전압만 보고 셀 수를 정확히 알기 어렵다는 것입니다. 예를 들어 23볼트라면 23을 6으로 나누면 셀 수를 알 수 있을 것 같지만, 완전 충전된 5셀 배터리와 방전된 6셀 배터리가 같은 전압을 가질 수 있어 항상 명확하지 않습니다. 또 다른 문제는 충전기가 배터리 셀 수를 아는 것 외에도 각 개별 셀의 전압을 관리해야 한다는 점입니다. 그래서 배터리에는 밸런스 리드가 있습니다. 밸런스 리드는 배터리 내부 각 셀의 전압을 측정하는 선이 연결되어 있습니다. 이와 함께 xt60 주 방전 리드는 팩 전체 전압만 측정할 뿐 개별 셀 전압은 측정하지 않습니다. 따라서 밸런스 커넥터를 연결하지 않고 충전하지 마세요. 이는 배터리 안전과 긴 수명에 필수적입니다. 밸런스 리드를 연결하면 충전기는 셀 수를 알 수 있습니다. 이 배터리는 6셀임을 보여줍니다. 충전을 시작하면 자동으로 셀 수를 6으로 인식합니다. 다음으로 볼 것은 밀리암페어시(mAh) 용량입니다. 이 배터리는 1000밀리암페어시입니다. 밀리암페어시는 자동차의 연료 탱크 크기와 비슷하게 생각할 수 있습니다. 12갤런 탱크가 있을 수도 있고 50갤런 탱크가 있을 수도 있습니다. 둘 다 연료를 담지만 하나가 더 많이 담을 수 있습니다. 밀리암페어시와 관련된 또 다른 중요한 사양은 C 등급입니다. C 등급은 배터리에서 에너지를 얼마나 빨리 빼내는지, 즉 전류를 얼마나 빨리 끌어쓰는지를 나타냅니다. 다시 연료 탱크 비유로 돌아가면, 50갤런 탱크에서 연료를 천천히 빼낼 수도 있고, 급격히 쏟아낼 수도 있습니다. C 등급은 배터리 밀리암페어시를 암페어로 변환한 값이 1C입니다. 예를 들어 1000밀리암페어시 배터리는 1C가 1암페어이고, 5000밀리암페어시 배터리는 1C가 5암페어입니다. 2C는 2암페어, 3C는 3암페어가 됩니다. 계산은 매우 간단합니다. 충전 시 C 등급과 밀리암페어시가 중요한 이유는 충전 전류 설정 때문입니다. 충전 전류는 충전기가 배터리에 밀어넣는 암페어 수를 의미합니다. 전류가 높을수록 충전 속도는 빨라지지만, 배터리에 문제가 있으면 화재 위험도 커집니다. 안전한 충전 전류 설정은 1C입니다. 예를 들어 1000밀리암페어시 배터리는 1암페어, 5000밀리암페어시 배터리는 5암페어가 안전한 충전 전류입니다. 1C 충전이 가장 안전하지만, 때로는 사람들이 속도를 위해 약간의 안전을 포기하기도 합니다. 추천하지는 않지만, 2C로 충전하려면 1C 값을 두 배로, 3C로 충전하려면 세 배로 설정하면 됩니다. 3~5C 이상은 무책임한 수준이라고 생각하지만, 배터리가 건강하고 충전 중 배터리 이상 징후를 바로 알아차릴 수 있다면 최대 3C까지 충전하는 것도 무책임하지 않을 수 있습니다. 배터리가 곧 불이 붙을 징후에 대해서는 나중에 알려드리겠습니다. 이제 배터리 라벨의 사양을 읽는 법과 충전기에 올바른 설정을 입력하는 법을 알게 되었습니다. 하지만 안전한 충전은 충전기 설정만으로 끝나지 않습니다. 어디서 충전하느냐가 안전성에 큰 영향을 미칩니다. 만약 지금 배터리가 불이 붙는다면, 불꽃이 닿는 주변 물건들에 대해 어떻게 느낄지 생각해 보세요. 예를 들어 나무 벤치 위는 좋은 생각이 아닙니다. 벽난로나 나무 난로가 있다면 그 안에서 충전하는 것이 가장 좋습니다. 불이 있어야 할 곳이니까요. 불이 있어야 할 또 다른 장소로는 그릴이 있습니다. 아파트에 살면서 야외 공간이 파티오뿐인 사람들에게 인기 있는 방법입니다. 작은 숯불 그릴 같은 금속 용기에 충전기를 넣고 파티오에서 충전하는 것입니다. 즉, 배터리를 충전하기 가장 안전한 장소는 배터리가 불꽃을 내뿜을 때 주변에 불이 붙을 만한 가연물이 없는 곳입니다. 그래서 저는 다음 실험 장소로 이 넓은 콘크리트 패드를 선택했습니다. 리포 화재의 가장 큰 문제는 거대한 불꽃이 주변 가연물을 점화할 수 있다는 점입니다. 또 다른 문제는 많은 연기를 내뿜는다는 점인데, 야외에서 실험했기 때문에 덜 눈에 띄었지만, 실내에서 전구가 터지는 것을 본 적이 있다면 방 안이 연기로 가득 차고 다른 물건에 연기 피해가 생기는 것을 알 수 있습니다. 하지만 가장 걱정되는 것은 화재입니다. 그래서 이 탄약 상자를 준비했습니다. 이 상자는 플라스틱 탄약 상자입니다. 금속 탄약 상자를 찾지 못했지만, 예시로 사용하겠습니다. 플라스틱 상자는 녹고 불이 붙을 수 있으니 사용하지 않는 것이 좋습니다. 탄약 상자는 저렴하고 널리 구할 수 있으며, 리포 안전 충전 용기로 매우 좋습니다. 사용법은 탄약 상자를 열고 뚜껑 주변의 개스킷을 꺼냅니다. 개스킷의 앞부분은 남겨두고 옆면만 빼내야 합니다. 개스킷을 잘라야 할 수도 있습니다. 앞부분 개스킷은 걸쇠를 긴장 상태로 유지하지만, 옆면 개스킷이 없으면 연기가 빠져나갈 수 있습니다. 완전히 밀폐된 용기는 좋지 않습니다. 완전히 밀폐된 탄약 상자에서 리포가 불이 붙으면 압력 용기가 되어 폭발할 수 있다는 주장이 있지만, 그렇게 극단적이지는 않더라도 좋지 않습니다. 연기가 빠져나갈 수 있도록 통풍구가 필요합니다. 불은 상자 안에 어느 정도 갇히고, 불이 식으면 연기가 되어 밖으로 퍼져 나갑니다. 이것이 가장 저렴하고 효과적인 리포 안전 충전 상자 만드는 방법 중 하나입니다. 금속 상자가 가연성 표면 위에 있으면 충분히 뜨거워져서 물질을 점화할 수 있습니다. 그래서 어떤 사람들은 철물점에서 방화 시트(드라이월이나 시트락처럼 생겼지만 방화 기능이 있는 보드)를 사서 상자 안쪽에 붙이기도 합니다. 공간이 줄어들지만 화재 저항성을 높여줍니다. 또는 상자를 불에 안전한 표면 위에 놓고 다른 가연성 표면에서 멀리 떨어뜨리는 방법도 있습니다. 배터리가 불이 붙으면 연기만 처리하면 되는데, 연기는 집을 태우는 화재보다 청소가 훨씬 쉽습니다. 최고 수준의 리포 충전 안전을 원한다면 이 제품을 보세요. Bat Safe라는 안전 상자는 방화 재료로 내부가 덮여 있어 열과 온도를 내부에 가둡니다. 그리고 최고의 기능은 상단에 필터가 달린 통풍구가 있어 연기를 최대한 걸러내 집에 연기 피해를 최소화합니다. Bat Safe 상자에는 뚜껑에 충전 케이블이 통과할 수 있는 구멍이 있어 안전을 해치지 않고 충전기를 밖에 두고 배터리는 안에 두어 충전 전체 과정 동안 보호받을 수 있습니다. Bat Safe는 세 가지 크기가 있습니다. 많은 배터리를 가진 사람들이 XL 하나보다 표준 크기 두 개를 사는 것이 낫다고 말하는 것을 들었습니다. 가격은 비슷한데 XL은 너무 깊어 배터리를 꺼내기 어렵기 때문입니다. Bat Safe의 유일한 단점은 가격과 재고 부족입니다. 직접 만들 때 드는 비용을 생각하면 생각만큼 절약되지 않을 수도 있습니다. 그리고 리포 화재의 피해는 치명적일 수 있으니 선택은 여러분 몫입니다. 이제 여러분 중 일부는 제가 제 조언을 모두 따르지 않는다는 것을 알게 될 것입니다. 저는 정기적으로 저 나무 벤치 위에서 충전하는데, 매우 가연성 표면입니다. 실내에서 충전하기도 합니다. 그래서 불이 나면 나쁠 수 있습니다. 충전은 위험, 주의력, 안전 사이의 균형입니다. 위험을 최소화할수록 덜 주의해도 되고 안전에 더 관대해질 수 있습니다. 만약 콘크리트 차고나 바비큐 그릴, Bat Safe 상자 안에서 충전한다면 그냥 충전을 시작하고 자리를 떠도 됩니다. 최악의 경우 배터리가 폭발하고 불이 나도 잘 통제되어 있고, 배터리를 잃은 것에 실망만 할 뿐 큰 피해는 없습니다. 반면에 그렇게 할 수 없거나 원하지 않는다면 훨씬 더 주의해야 합니다. 앞서 실험에서 본 것처럼 배터리가 건강하면 경고 없이 갑자기 불이 붙지 않습니다. 보통 불이 붙기 전에 팝핑, 쉬익, 딱딱거리는 소리나 과일 냄새 같은 경고가 있습니다. 그때는 "아, 이 배터리를 빨리 치워야겠다"라고 생각하게 됩니다. 그런 상황이라면 두꺼운 벽난로용 장갑을 준비하는 것이 좋습니다. 두꺼운 가죽 장갑이나 용접용 장갑이 좋습니다. 배터리를 밖으로 던지거나 옮기려다 손에 심한 화상을 입은 사람이 여러 명 있기 때문입니다. 이런 장갑은 꼭 준비하세요. 결국 모든 것은 위험, 주의력, 안전의 균형입니다. 제 생각에 가장 중요한 것은 항상 주의하는 것입니다. 어디서 충전하든 제 조언은 같습니다. 완전히 안전하지 않은 곳에서 충전한다면 절대 충전 중인 배터리를 방치하지 마세요. 보통 문제가 생기기 전에 경고가 있으니 항상 주의 깊게 지켜보고 귀 기울이세요. 보관 중에 배터리가 불이 붙을까요? 불가능하지는 않지만 훨씬 가능성이 적습니다. 배터리가 불이 붙기 가장 흔한 시기는 충전 중입니다. 셀에 에너지를 밀어넣으면 스트레스가 가해지고, 손상되었거나 문제가 있으면 불이 붙을 수 있습니다. 하지만 배터리가 건강하고 보관 전압에 있다면, 배터리 제조 시설이나 대량 보관 창고에서 리포가 갑자기 불이 붙는 경우는 거의 없습니다. 건강한 리포는 안전 전압 범위 내에서 충전되면 거의 문제가 없습니다. 문제는 손상된 배터리입니다. 그 배터리가 여러분을 배신할 준비를 하고 있는 것입니다.