삼성전자가 갤럭시 노트7의 배터리 발화(소손) 원인을 발표했다.
삼성전자는 23일 서울 서초사옥에서 국내외 언론 300여 명이 참석한 가운데 갤럭시 노트7 프레스 컨퍼런스를 열고 작년 하반기 출시 후
배터리 문제로 2차에 걸친 리콜 및 제품 단종을 실시했던 갤럭시 노트7의 소손 원인을 공개하고 향후 재발 방지 대책을 발표했다.
이날 발표회는 삼성전자 유튜브 채널을 통해 전세계 생중계 되었을 뿐만 아니라 소손 원인 조사의 객관성을 높이기 위해 UL,
엑스포넌트(Exponent), 튜브 라인란드(TÜV Rheinland) 등 해외 전문기관의 독립적인 조사 결과도 함께 공개됐다.
노트7 회수율 96%, 대규모 테스트와 외부 기관 의뢰
삼성전자 무선사업부 고동진 사장은 갤럭시 노트7 소손 및 리콜과 관련해 고객 및 통신사업자, 유통거래선 등 피해를 입은 모든 이들에게
진심으로 사과드린다며 현재까지의 제품 회수 현황에 대해 소비자들에게 개통된 306만대 가운데 총 96%의 제품이 회수되었다고 밝혔다.
고 사장은 갤럭시 노트7 소손 원인을 밝히기 위해 지난 수개월간 모든 역량을 총동원하여 원점에서부터 하드웨어, 소프트웨어, 제품 뿐만
아니라 각각의 검증 단계와 제조, 물류 등 전공정을 다시 점검했다고 말했다.
또한 정확한 원인 규명을 위해 시장에서 발생한 소손 현상을 실험실에서 다시 재현하는게 중요하다고 판단해 대규모 재현 테스트 설비를 구축해
사용자 조건과 유사한 환경에서 충전 및 방전 테스트를 실시해 소손 현상을 재현했으며 이를 통해 정확한 분석을 진행할 수 있었다고 덧붙였다.
삼성전자는 이번 소손 원인 조사의 객관성을 높이기 위해 △UL △엑스포넌트(Exponent) △TÜV 라인란드(TÜV Rheinland)
등 해외 전문기관에서도 독립적인 조사가 진행됐습니다. 이에 따라 이날 행사장엔 사지브 지수다스(Sajeev Jesudas) UL 컨슈머비즈니스
부문 사장, 케빈 화이트(Kevin White) 엑스포넌트 수석 연구원(박사), 홀거 쿤츠 (Holger Kunz) TÜV 라인란드 부사장이
참석해 각각 자체 조사 결과를 발표했다.
갤럭시 노트7 소손, 배터리 외 문제는 없었다
삼성전자 측은 시장에서 갤럭시 노트7의 소손 원인으로 추정하는 여러가지 가설에 대해 모든 가능성을 열어두고 전면적인 조사를 실시했다고
밝혔다.
먼저 하드웨어 측면에서는 고속충전 영향을 보기 위해 유선과 무선에서 고속충전 사용 유무에 따른 변화와 전류의 변화에 따른 테스트를
실시했으며, 방수 기능의 영향을 보기 위해 백커버 장착 유무에 따른 배터리 영향 확인, 그리고 홍채인식 기능 사용에 따른 변화, 새로 적용된
USB Type-C 문제와 관련해 4,000V 이상의 정전기 테스트로 안전성을 검증했다.
또한 소프트웨어 측면에서는 기본 탑재되어 있는 앱이나 다운받은 서드파티 앱들이 과다한 배터리 소모를 발생시키는 경우를 테스트하고, 제품
물류와 제조, 배터리 입고부터 제품 출하까지 물류 관점에서 모든 과정을 검토한 결과에서도 배터리 소손과의 연관성을 찾지 못했다. 직접적인 배터리
테스트가 아닌 제품 및 배터리 제조 공정과 물류 단계를 점검한 외부 전문기관 튜브 라인란드에서도 중국 - 베트남 - 한국으로 이어지는 갤럭시
노트7 배터리 운송 과정과 제조 단계를 검증한 결과 문제점을 발견하지 못했다고 밝혔다.
결국 남은 것은 배터리 테스트로 삼성전자는 제품 20만대, 배터리 3만개로 진행한 대규모 충전/방전 시험에서 배터리 소손 현상을
재현했으며, 완제품과 배터리에서 소손 현상이 비슷한 비율로 발생하는 것을 확인하고 배터리에서 소손 현상이 발생했다는 추정 하에 배터리에 대한
정밀 분석을 진행한 결과 갤럭시 노트7에 채용된 1차 리콜의 A배터리와 2차 리콜의 B배터리에서 서로 다른 원인으로 소손 현상이 일어나는 것을
확인했다고 설명했다.
두 종류 배터리의 각기 다른 불량이 소손 원인
삼성전자는 갤럭시 노트7의 1차 리콜 원인이 된 A 배터리(삼성SDI)에 대해 조사 결과 음극판 눌림 현상으로 인한 소손이 있었다고
발표했다. 삼성전자 뿐만 아니라 삼성전자의 의뢰를 받아 배터리를 분석한 UL과 엑스포트에서도 A 배터리 파우치 셀에서 우측 상단 모서리에 음극판
눌림 현상이 발견되었다고 밝혔다.
배터리 피우치 셀을 설계하는 단계에서 배터리 전력 밀도를 높이기 위해 내부에 충분한 여유 공간을 잡지 못하고 얇은 분리막을 사용하면서
기계적 스트레스와 분리막 손상, 내부 단락 현상이 복합적으로 작용해 음극판 손상이 발생하고 결국 배터리 소손으로 이어졌다는 내용이다.
반면 2차 리콜 원인이 된 B사 배터리(중국STL)에 대해서는 탭의 절연테이프 부정확성이나 융착 돌기 등 품질 문제 가능성을 제기했다.
엑스포넌트는 B사 배터리는 셀 파우치 설계로 인한 이슈는 없었지만 2차 리콜 이후 분석 요청이 들어온 샘플에서 새로운 형태의 문제가 발생했다고
언급했다.
UL과 엑스포넌트가 발표한 B사 배터리 문제는 양극 탭과 음극판의 융착 결함으로 추정되는 손상이 확인되었으며 제조공정상 실수로 보호 절연
테이프가 없는 경우도 있어 단락 가능성이 높았다고 설명했다.
조사 결과를 토대로 살펴보면 삼성SDI에서 만든 배터리는 얇은 분리막과 모서리 부분의 밀착되어 있어 음극판이 붙어버리는 손상이 발생하면서
배터리가 발화한 것이고, 중국STL의 경우 이러한 설계 문제는 없었지만 1차 리콜 이후 노트7 배터리 전량 공급으로 인한 생산 증가 중에 절연
테이프가 빠지거나 융착 공정에 불량이 발생하는 등 품질관리에 문제가 생겼을 가능성이 크다.
결국 삼성전자는 1차와 2차 리콜 원인 모두 배터리 불량에 따른 것이라고 밝혔지만 고동진 사장은 삼성전자 측이 갤럭시 노트7의 배터리
용량을 늘리고자 제시한 사양을 제조사들이 만족시키기 위해 새로운 공법을 시도하다가 발생한 문제라며 제품 출시 전에 문제점을 확인하고 제대로
검증하지 못한 것에 대한 책임을 통감한다고 언급했다.
배터리 안전 검증 강화, 외부 자문단 구성
삼성전자는 갤럭시 노트7 배터리 소손과 관련해 앞으로는 품질과 안전성을 무엇보다 최우선적으로 고려해 제품 개발, 제조, 품질관린 등 모든
프로세스를 강화하는 종합적인 재발 방지대책을 수립했다고 밝혔다.
기존 품질 관리 부서에 추가적으로 핵심 부품의 설계와 검증, 공정관리 등을 전담하는 '부품 전문팀'을 구성하고 외부 전문가 영입을 확대하는
등 부품 개발에 대한 전문성을 더욱 강화한다.
또한 학계와 연구기관 전문가들로 자문단을 구성, 제품의 안전성을 객관적으로 평가할 수 있는 장치로 마련한다. 삼성전자는 이날 발표를 통해
클레어 그레이(Clare Grey) 영국 캠브리지대학교 박사, 거브랜드 시더(Gerbrand Ceder) 미국 버클리대학교 박사, 이 추이(Yi
Cui) 미국 스탠포드대학교 박사, 토루 아마즈쓰미(Toru Amazutsumi) 아마즈테크컨설팅 CEO(박사) 등 리튬 이온 배터리 관련
전문가들을 자문단으로 위촉했다고 밝혔다.
배터리 검증 프로세스도 강화한다. 삼성전자는 8가지 항목의 배터리 안전성 검사 절차를 도입해 배터리 제조사의 출고와 삼성전자의 입고 전에
배터리 문제를 확인하는 엑스레이 검사와 무작위 분해 테스트를 의무화하고, 제조 단계에서 배터리 내부 문제를 확인할 수 있는 특수 장비를
도입하기로 했다. 배터리와 완제품에 대한 대량 충전 및 방전 테스트를 실시하는 한편 출고 단계에서는 소비자들의 실제 사용 환경을 고려한 집중
검증 테스트를 도입한다.
또한 이번 소손 원인에 대한 개선 외에 제품 기획 단계에서부터 안전을 최우선 원칙으로 해 '다중 안전 장치'를 적용하기로 했다. 배터리
설계 단계에서 안전성 취약 원인을 차단하기 위해 배터리 안전 설계 기준을 강화하고, 배터리 실장 공간을 추가로 확보해 사용 중 제품을 떨어뜨렸을
때도 물리적 충격을 최소화하는 장치를 추가한다. 그리고 소프트웨어 보호 알고리즘도 강화한다.
삼성전자는 이번 갤럭시 노트7 소손 사건을 통해 삼성전자 뿐만 아니라 업계 전체가 리튬이온 배터리 안전성을 강화하는 계기가 되기를
바란다면서 이번에 도입하는 배터리 다중 안전 장치와 검증 프로세스를 관련 표준 단체에 공개하는 방안도 검토하고 있다고 밝혔다.
[취재] 전기차 충전 인프라와 배터리 기술 소개, EV 트렌드 코리아 2024 
