본 연구에서는 연구개발 단계에서 활용되는 리튬이차전지 시험용 셀의 화재 위험성을 평가하고자 설계 고장형태영향분석(design failure mode and effects analysis, dFMEA)을 수행하였다. dFMEA는 전문가 그룹을 통해 시험용 셀을구성하는 양극, 음극, 분리막, 전해액 그리고 셀 설계에 대하여 고장 위험분석, 위험성 평가, 위험우선순위 분석의절차로 실시되었다. 또한 심각도, 발생도, 검출도로 구성되는 평가기준의 수준을 3단계로 재정립하여 시험용 셀 적용에 최적화하였다. 고장 위험분석 결과, 총 11건의 고장 원인이 도출되었으며, 특히 시험용 셀에 높은 니켈 함량을갖는 니켈-코발트-망간(NCM)계 양극 소재를 적용하거나, 높은 열 수축률 및 낮은 인장강도 갖는 분리막 적용, 전해액 조성 최적화 오류가 존재할 때, 폭발 및 열폭주 발생이 예측되어 위험우선순위 분석에서 화재 위험성이 높은 중위험군으로 분류되었다. 따라서, 연구개발 단계에서 시험용 셀 제조시 소재의 상호 반응성 및 예비 물리화학적 물성분석과 화재 피해 저감을 위한 안전장비 구축이 요구된다.