[IR52 장영실상] 이랜텍 '고에너지 밀도 전지시스템'

가정용 ESS 배터리 폭발시 화재 확산 막아

왼쪽부터 김한수, 박철우, 권한용 PM.

전기요금이 저렴한 시간에 전력을 저장해뒀다가 나중에 필요할 때 사용할 수 있는 가정용 에너지저장시스템(ESS)에 대한 수요가 빠르게 증가하고 있다. 가정용 ESS 수요가 늘어난 만큼 안전성도 중요한 요소로 떠올랐다. 제품에 탑재된 배터리의 폭발을 방지할 수 있는 기술에 대한 관심이 커지고 있는 것이다.

가정용 ESS 내 배터리 셀의 열폭주로 화재가 확산되는 것을 막는 이랜텍의 '고에너지 밀도 전지시스템'이 2023년 제27주 차 IR52 장영실상을 수상했다. 해당 제품은 에너지 고효율을 위해 세 가지 금속원소를 활용한 삼원계 원통형 셀을 채택했고 셀의 열폭주로 화재가 확산되지 않도록 제품을 설계하고 제조 기술을 적용했다. 또한 삼원계 원통형 셀을 채택한 가정용 ESS 중에서 세계 최초로 열폭주 화재 확산 방지 UL9540A 테스트를 통과했다.

전 세계적으로 원통형 삼원계 배터리셀을 채용한 가정용 ESS 중 열폭주 화재 확산 방지 기준인 UL9540A 인증을 통과한 제품이 없었다. 개발진은 배터리셀 간격 조정, 소재 검토, 에어갭, 벤트, 셀고정구조, 팩고정구조 등 모든 기존 설계에 대한 재검토와 실험을 반복적으로 확인해 설계에 반영하고 데이터화하는 과정을 진행했다.

ESS 제품에 사용되는 배터리셀은 원천적으로 폭발 가능성을 배제할 수 없다. 에너지 밀도가 높은 배터리셀일수록 폭발 가능성은 커진다. 하지만 에너지 밀도가 높아야 ESS 에너지 효율성을 키울 수 있는 딜레마가 있다. 이랜텍의 고에너지 밀도 전지시스템은 장점을 살리는 동시에 UL9540A에서 요구하는 배터리셀 폭발 시 화재가 확산되지 않는 제품이어야 했다.

이랜텍의 고에너지 밀도 전지시스템이 탑재된 LG전자의 가정용 ESS 제품은 선진국인 유럽과 북미 시장에 우선 공급하는 제품으로 개발됐다. 이랜텍의 고에너지 밀도 전지시스템은 2022년 5월에 개발을 마쳐 같은 해 출시됐다. 이 제품은 그해에만 333억9600만원의 수출 실적을 이뤘다.

이랜텍은 올해 7만3200팩을 생산해 수출할 계획이다. 2026년까지 4182억원 규모의 수출을 달성하기 위해 경기도 용인시에 신공장을 착공했다. 이랜텍은 2030년 1조원 수출 달성을 위한 장기계획을 수립해 추진하고 있으며 향후 공동 제품 개발, 단독 판매 등 다양한 전략을 진행할 계획이다.

[강민호 기자]