리튬을 알고, 리튬배터리 폭발에 대처해요.

리튬에 대해 잘 모르시는 분들도, 리튬배터리에 대해서는 많이 들어보셨을 것입니다. 리튬이온배터리, 리튬폴리머배터리에서부터 최근에 개발된 리튬 황 배터리까지, 리튬은 여러 형태의 배터리로 만들어지고 있습니다.

그래서 이번 포스팅에서는 원자번호 3번에 해당하는 리튬에 대해 알아보려고 합니다. 그와 함께 최근 들어 리튬의 수요가 폭발하는 이유와 리튬이 우리 생활에서 어떻게 활용되고 있는지를 알아보겠습니다.

  

원자번호 3 Li

리튜은 스웨덴의 아르프베드손이 발견한 물질입니다. 프랑스의 저명한 화학자 아래서 일하던 아르프베드손은 1818년 페탈라이트 광석에서 새로운 알카리 물질을 발견하였습니다. 이는 알카리 물질이 식물이 아닌 광물에서 얻어진 처음 사례였습니다. 하지만 아르프베드손은 리튬을 추출을 해내지는 못했는데, 그것은 그때 당시 전기분해 장치 기술이 뒷받침되지 않았기 때문이었습니다.

 

알카리 금속인 리튬은 은백색이면서 매우 부드러운 성질을 가지고 있습니다. 모든 금속 중에서 가장 가벼운 원소이기도 한데, 그 무게가 나트륨의 500분에 1밖에 되지 않을 정도입니다. 실리콘 무게와 비교할 때도 실리콘 무게의 1000분의 1밖에 되지 않습니다.

이러한 점 때문에 리튬은 금속의 재료로서 뛰어난 것 같지만, 실제로 금속의 재료로 사용하지는 않습니다. 리튬은 단독으로 쓰이면 물과 격렬하게 반응을 하고, 공기 중에서는 질소와 반응을 합니다. 그래서 은백색이었던 리튬은 순식간에 시커멓게 변색되어 버리고 맙니다.

 

리튬을 단독으로 사용하는 데에는 무리가 있지만, 다른 금속과 합금을 하면 리튬의 좋은 성질을 활용할 수 있습니다.

항공기를 만들 때에도 알루미늄에다가 리튬을 합금을 해서 사용하는데, 이렇게 되면 항공기 자체가 매우 가볍고 튼튼해집니다. 알루미늄에다가 리튬을 1퍼센트 첨가할 때마다 강도는 6퍼센트가 높아지고, 밀도는 3퍼센트가 낮아지기 때문입니다.

알루미늄보다 더 가벼운 물질인 마그네슘에다가도 리튬을 첨가할 수 있습니다. 이렇게 만들어진 금속은 매우 가볍고 강한 것으로 알려져 있습니다.

 

리튬의 활용

지금 우리 주변에는 리튬을 활용한 물건들이 많이 있습니다. 스마트폰, 휴대전화, 노트북, 태블릿, 휴대용 전자 게임기, 디지털 카메라, 캠코더, 카메라 장비, 시계, 계산기, 전동 휠체어, 전동 이동 보조 기기 등에는 모두 리튬이 활용됩니다. 좀 더 정확히 말하자면 이 물건들의 에너지원으로 리튬배터리가 사용되고 있습니다.

이는 기술이 발달되면서 전자 기기가 소형화되고 있는 추세 때문입니다. 제품이 작아지다보니 배터리도 가볍고 작은 것이 필요하고, 리튬배터리는 그에 부합한다고 할 수 있습니다.

 

리튬배터리의 전망

스마트폰과 전기 자동차 등의 확산으로 리튬배터리 시장은 급속히 확대되고 있습니다. 2020년에는 현재 수준의 2배 규모로 리튬배터리 수요가 증가할 것으로 내다보는 전문가도 있습니다. 미래를 예측하는 수치는 조금씩 다를지 모르겠지만, 시장 확대에 따라 리튬배터리가 고성능화되어가고 그에 따른 안전성을 위한 개발이 진행되고 있는 것은 분명합니다.

 

리튬이온배터리, 리튬폴리머배터리의 안정성

스마트폰, 카메라, 노트북, 태블릿 등 리튬배터리가 안 들어가는 곳이 없습니다. 그런데 리튬배터리에 대한 안전성 논란은 끊이지를 않고 있습니다. 리튬이온배터리, 리튬폴리머배터리, 리튬인산철배터리 등 어떠한 종류를 막론하고 리튬배터리는 폭발 위험성이 있다고 합니다.

 

하지만 무턱대고 리튬배터리에 대한 공포심을 갖는 것보다는, 리튬배터리를 안전하게 사용하는 방법을 아는 게 더 중요합니다. 이는 가스, 전기 등을 사용할 때도 마찬가지입니다. 가스, 전기를 제대로 안전하게만 사용한다면, 우리는 편리하고 안락한 생활을 할 수 있지만, 그렇지 않은 경우 커다란 위험에 직면할 수도 있는 것입니다.

 

그렇다면 리튬배터리를 안전하게 사용하기 위해서는 어떻게 해야 할까요?

우선 정품 배터리를 사용해야 합니다. 지금까지 폭발을 일으켰던 배터리들은 정품이 아닌, 값싼 짝퉁 제품이었습니다. 또 배터리를 불법 개조하는 일이 없어야 합니다. 배터리를 개조하는 도중 제품이 손상되어 제품의 안정성에 문제가 생기기 때문입니다.

뿐만 아니라 여행 도중, 특히 비행기 탑승 시에도 리튬배터리에 대한 준수사항이 있다는 것을 명심해야 합니다. 리튬배터리는 온도, 외부 충격에 의해 폭발의 위험성이 있기 때문입니다. 따라서 스마트폰, 카메라 등의 리튬배터리는 본체와 분리되어 단독으로 위탁 수하물로 맡길 수 없습니다.

단, 스마트폰이나 카메라에 부착이 된 리튬배터리는 위탁 수하물로 맡길 수 있습니다. 만약 스마트폰이나 카메라에 부착되지 않은 채 배터리만 빼내었다면 위탁 수하물로 맡길 수 없다는 걸 잊지 마세요.

리튬이 사용되는 약

리튬은 물건뿐만이 아니라, 우리가 먹는 약에까지 사용되고 있습니다. 약에 사용되는 리튬은 탄산 리튬과 구연산 리튬인데, 그 중 탄산 리튬은 조율증에 효과적인 치료제로 알려져 있습니다.

하지만 리튬이 인체에서 어떻게 작용하는지 명확하게 밝혀지지 않았습니다. 다만 체내의 전해질로 작용하면서 신경 세포 간의 전기 자극 전달에 작용하는 것으로 추측하고 있습니다.

 

리튬의 발굴

현재 리튬의 수요는 점점 증가하고 있습니다. 이러한 속도라면 리튬은 400년 정도 생산한 뒤 고갈됩니다. 만약 리튬의 소비량이 점점 증가한다면 400년조차도 장담을 할 수가 없습니다. 어쩌면 리튬은 희소자원이 되어 고갈의 위험에 직면할지도 모릅니다.

이런 상황에서 주목받고 있는 것은, 바닷물에서 리튬을 추출하는 방법입니다. 해수 중에는 약 2300억 톤의 리튬이 녹아있다고 하는데, 현재 우리나라와 일본 등에서 해수를 여과하여 효율적으로 리튬을 생산하는 기술개발이 진행되고 있습니다. 여러 나라에서 치열한 기술 개발을 하고 있는 만큼, 언젠가는 해수에서 추출한 리튬이 세상을 떠들썩하게 만들지도 모르겠습니다.