노트7 탑재된 삼성SDI, ATL 배터리 모두 내부 단락 문제가 요인

삼성전자의 갤럭시노트7의 소손 원인은 배터리 자체 결함이었다. 배터리 결함 원인은 비정상 융착돌기로 인한 코너 눌림 현상, 얇은 분리막, 절연 테이프 분리막 파손 등이 주요한 원인으로 분석됐다.

삼성전자는 1월23일 오전 10시 삼성 서초사옥에서 기자회견을 갖고 갤럭시노트7 소손원인을 발표했다. 삼성은 이번 소손원인의 조사의 객관성을 높이기 위해 자체 분석 외에도 UL, 익스포넌트(Exponent), 터브(TÜV) 라인란드 등 해외 전문기관에서도 독립적인 조사를 진행했다.

분석 결과 삼성전자와 해외 전문기관들은 갤럭시노트7의 소손 원인을 배터리 자체 결함으로 의견을 모았다. 삼성전자는 지난 4개월간 700여명의 여구원이 제품 20만대, 배터리 3만개로 진행한 대규모 충방전 시험에서 소손 현상을 재현했으며, 노트 7에 채용된 삼성SDI와 중국 ATL의 배터리에서 각기 다른 원인으로 소손 현상이 일어나는 것을 확인했다고 밝혔다.

갤럭시노트7의 소손 현상을 테스트에는 ▲안전성 검사 ▲배터리 외관 검사 ▲X-레이 검사 ▲배터리 해체 검사 ▲TVOC 검사 ▲델타(Δ)OCV 측정 ▲충방전 검사 ▲소비자 조건 가속 시험 등으로 8가지 검사로 진행됐다.

고동진 삼성전자 사장은 1월23일 갤럭시노트7의 소손원인을 발표했다.

이날 간담회에는 UL의 컨슈머비즈니스 부문 사지브 지수다스 (Sajeev Jesudas) 사장, 엑스포넌트의 수석 연구원 케빈 화이트 (Kevin White) 박사, TÜV 라인란드(TÜV Rheinland) 홀거 쿤츠 (Holger Kunz) 부사장이 참석해 각각 조사 결과를 발표했다.

미국에 본사가 있는 안전 규격 과학 인증 전문 기관 UL에 따르면 제품 레벨에서 노트7 소손과 연관된 문제를 발견할 수 없었으며, 삼성SDI 제품은 배터리 우측 상단 코너에 눌림 현상과 얇은 분리막으로 배터리 내부 단락을 발생시켜 소손 유발 요인으로 분석했다. 즉 배터리 전력 밀도가 높아지는 것은 배터리 분량의 원인이었다. 분리막이 손상되면서 알리미늄과 구리의 내부 단락 현상이 일어났기 때문이다.

ATL의 배터리의 경우에는 비정상 융착돌기, 절연테이프 미부착, 얇은 분리막의 조합이 배터리 내부에서 단락을 발생시키는 것으로 분석했다. 내부 단락 현상은 배터리의 다양한 위치에서 발견됐다.

UL은 갤럭시노트7에 탑재됐던 양사의 배터리는 전력소모가 삼성이 제공하는 스팩을 충족시키는 것으로 확인했다고 밝혔다. 결과적으로 배터리 디자인 및 공정 이슈가 갤럭시노트7의 소손 원인을 규발했다고 본다고 분석했다.

삼성전자 하드웨어 검사 - 백커버 분리

미국 과학기술 분야 분석 전문 기관 엑스포넌트의 경우에는 에너지 부속 제품들까지 모두 조사했다. 삼성SDI 배터리는 음극탭 부위 젤리롤 코너의 눌림 현상으로 인해 리튬이온셀의 가열 가능성이 높아지면서 손상이 일어났다고 분석했다. ATL 배터리는 셀 결함 뿐 아니라 열 폭증까지 발생했는데, 이는 비정상적으로 높은 융착 돌기와 그로 인한 절연 테이프와 분리막 파손이 내부 단락을 발생시키는 주요 요인으로 작용했기 때문이라고 설명했다.

또 보조배터리를 사용한 충전 등 리튬이온의 다양한 충전 방법에 가능성을 두고 테스트 한 결과 충전은 배터리 결함에 문제를 야기하지 않았다는 것으로 조사됐다. 더불어 엑스포넌트의 하드웨어와 소프트웨어 분석에서는 소손과 관련 있는 요인이 발견되지 않았다고 밝혔다.

엑스포넌트에 따르면  배터리 결함은 비정상적으로 높은 융착 돌기와 그로 인한 절연 테이프와 분리막 파손이 내부 단락을 발생시키는 주요 요인으로 작용했기 때문이라고 설명했다.

독일에 본사를 두고 있는 글로벌 검인증 기관 터브(TÜV) 라인란드는 배터리 물류 시스템과 폰 조립 공정 운영상의 배터리 안전성에 대해 집중적으로 조사했다. 갤럭시노트7 제품은 삼성의 중국 공장에서 서브 어셈블리 라인인 베트남 하노이 공장으로 보내지고 다시 한국 구미 공장에서 최종 조립되는 프로세서 과정이었다. 조서 결과는 업무 프로세서 및 물류 과정에서는 국제 기준의 안전성 테스트를 모두 통과한 것으로 나타났다.

고동진 삼성전자 사장은 “갤럭시노트7은 다양한 기능과 멀티미디어 사용성이 중요했기 때문에 기획단계부터 고용량 베터리가 가장 중요한 사양 중 하나였다. 노트7은 전작인 노트5의  3000mAh보다 15% 이상 큰 3500mAh로 확대하면서 배터리 설계방법에서 새로운 시도를 하게 됐다”고 설명했다. 이어서 “에너지 밀도가 전작 대비 높아졌으나 3사 분석 기관 조사를 통해서도 에너지 밀도가 소손과 직접적인 연관을 찾을 수 없었다”고 조사 결과를 밝혔다.

또 고 사장은 “우리는 혁신적인 제품을 만들기 위해 배터리 사양은 우리가 먼저 제시했고, 제조 공정상의 문제점을 출시 전에 최종적으로 확인하고 검증하기 못한 것에 대해 책임을 통감한다”며 “삼성전자는 이번 조사를 통해 얻은 교훈을 바탕으로 개발 제조, 품질 등 모든 프로세서를 기존 보다 더욱 강화하는 종합적인 재발 방지 대책을 수립했으며 앞으로 품질과 안전성을 무엇보다도 최우선적으로 하겠다”고 강조했다.

이를 위해 삼성전자는 핵심 부품에 대한 설계와 검증, 공정관리 등을 전담하는 '부품 전문팀'을 구성하고 외부 전문가 영입을 확대하는 등 부품 개발에 대한 전문성을 더욱 강화한다 밝혔다. 또 학계와 연구기관의 전문가들로 자문단을 구성해 제품의 안전성을 객관적으로 평가할 수 있는 장치도 마련했다.

삼성전자는 캠브리지대학교 클레어 그레이 (Clare Grey) 박사, 버클리대학교 거브랜드 시더 (Gerbrand Ceder) 박사, 스탠포드대학교 이 추이 (Yi Cui) 박사, 아마즈 테크컨설팅 CEO 토루 아마즈쓰미 (Toru Amazutsumi) 박사 등 리튬 이온 배터리 관련 전문가들을 자문단으로 위촉했다.

한편, 갤럭시노트7은 ▲2016년 8월2일(미국 뉴욕)에서 첫 공개 됐으며 ▲8월19일 갤럭시 노트7 공식 출시 ▲9월2일 갤럭시 노트7 교환 프로그램 공식 발표 ▲9월15일 미국 CPSC, 갤럭시 노트7 리콜 발표 ▲10월1일 갤럭시 노트7 판매 재개 ▲10월11일 갤럭시 노트7 생산 중단, 판매/교환 중단 경과를 걸쳐 ▲2017년 1월23일 갤럭시 노트7 소손 원인 조사 결과 발표했다.

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