LG화학·LX하우시스, 전기차 배터리 열폭주 지연 소재 개발

배터리팩 상·하단 커버용
1500℃ 불길에도 20분 버텨

1500℃ 이상의 열과 압력을 가해도 20분 이상 견디는 ‘특수 난연 CFT’에 실험을 하는 모습. <LG화학>

LG화학이 LX하우시스와 1500℃ 화염에서 20분 이상 견디는 배터리 열폭주 지연 소재를 개발했다.

27일 LG화학은 전기차 배터리팩 커버 등에 쓰일 수 있는 ‘특수 난연 열가소성 연속섬유 복합소재(특수 난연 CFT)’를 LX하우시스와 공동 개발했다고 밝혔다. 특수 난연 CFT는 강한 화염과 높은 압력에서 기존 복합소재보다 14배 이상 긴 시간 동안 견딜 수 있는 것이 특징이다.

LG화학 측은 “자체 테스트 결과 1.6mm 두께의 얇은 특수 난연 CFT에 1500℃ 이상의 열과 압력을 가했을 때 20분이 지나도 녹아 흘러내리거나 구멍이 생기지 않았다”며 “업계 최고 수준의 화염 차단 성능”이라고 설명했다.

특수 난연 CFT에는 LG화학의 열폭주 지연 소재 기술과 LX하우시스의 열가소성 복합소재(CFT) 제조 기술이 적용됐다. LG화학이 지난해 개발한 열폭주 지연 소재는 1000℃ 이상에서 당시 세계 최장 시간인 10분 넘게 화염을 차단하는 성능이 있다. LX하우시스는 LG화학의 소재를 테이프 형태로 만들어 적층하는 제조 공법을 사용해 차단 성능을 향상시켰다.

특수 난연 CFT는 단단하고 힘에 의한 변형이 작아 전기차 배터리 부품 중 크기가 큰 배터리팩 상단과 하단 커버 등에 쓰일 수 있다. 전기차 화재 발생 시 불길이 퍼지는 것을 효과적으로 지연시켜 운전자의 대피와 화재 진압에 필요한 시간을 확보하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.

열폭주는 다양한 원인으로 배터리 셀에 스트레스가 가해지며 열이 발생하는 현상이다. 열폭주 현상은 전기차 배터리 화재의 주요 원인으로 전기차 대중화를 늦추는 요소로 꼽혀왔다.

올해 개발한 특수 난연 CFT는 모듈을 감싸는 대형 배터리팩 커버에 쓰인다. 지난해 LG화학이 독자적으로 소재 개발을 완료한 열폭주 지연 소재가 함께 쓰이면 불길이 퍼지는 것을 이중으로 막아낼 수 있다.

신재명 LG화학 엔지니어링소재사업부 마케팅부문 담당은 “지난해 배터리 열폭주 지연 소재를 개발해 알린 이후 LX하우시스와 긴밀하게 협업해 왔다. 전기 자동차 열폭주에 대한 지연 소재와 글래스매트, CFT 등 토탈 솔루션 라인업을 갖게 된 것을 자랑스럽게 생각한다”며 “전기차 운전자의 일상을 더 안전하게 지키는 동시에 고객의 페인 포인트를 해소할 수 있도록 연구·개발을 이어갈 것”이라고 말했다.