가볍고 튼튼한 PP, 배터리 ‘열폭주’ 막는다

롯데케미칼, 전기차용 고강성 난연PP 개발

가볍고 튼튼한 폴리프로필렌(PP)으로 전기차 배터리의 열폭주를 지연하는 기술이 개발됐다. 폴리프로필렌은 탄소 3개로 이뤄진 프로필렌 단량체가 사슬 성장 중합하여 얻어지는 열가소성 고분자 소재다. 포장, 섬유, 필름, 자동차 부품, 보관 용기, 의료용 제품 등에 사용된다.

롯데케미칼이 전기차 배터리의 열폭주 현상을 지연할 수 있는 고강성 난연 PP 플라스틱을 개발했다고 20일 밝혔다. 난연 제품이란 불이 붙어도 연소가 잘 되지 않는 성질을 가진 플라스틱 소재를 말한다.

리튬이온 배터리로 구동되는 전기차 화재의 주요 원인은 배터리의 ‘열폭주 현상’ 때문이다. 이러한 전기차의 열폭주 현상은 물리적 충격, 과전압, 과방전 등 전기적 충격에 의해 배터리 내부 온도가 단 몇 분만에 약 1000℃ 이상 증가해 생긴다.

기존 배터리에 적용되던 금속 소재는 연비개선, 원가절감 목적으로 플라스틱으로 변경되는 추세다. 난연 플라스틱이 적용되던 부분은 EV 배터리 관련 화재 사고가 증가함에 따라 화재의 확산을 늦출 수 있는 소재 개발이 요구된다.

롯데케미칼은 Short Glass Fiber(SGF, 짧은 유리섬유)가 적용된 소재(PP/SGF)와 Long Glass Fiber(LGF, 긴 유리섬유)로 강성을 보완한 소재(PP/LGF)를 개발했다.

기존 제품에서 강성과 난연 특성을 개선한 SGF와 LGF는 기존의 엔지니어링 플라스틱 대비 성형성이 우수하고 성형품의 경량화가 가능한 것이 장점이다. 또한 난연 성능을 구현하는 유해 물질인 할로겐이 포함되지 않아 친환경적이다.

응용 안전 과학 분야의 글로벌 리더인 UL Solutions의 열성능 및 기계적 성능 테스트 평가를 통해 소재의 고온 및 충격 강도 성능을 인정받아 시장에서 요구하는 안전하고 효율적인 리튬 이온 배터리에 대한 니즈를 충족시켜가고 있다는 게 롯데케미칼 설명이다.

이와 더불어 자체 배터리 열폭주 시험을 통해 1000℃ 이상의 온도에서 성형품 본래의 형태를 유지한 채로 PP/SGF는 300초 이상, PP/LGF는 600초 이상 견디는 성질을 확인했다.

롯데케미칼은 이번에 개발된 플라스틱을 배터리용 소재로 적용하면 화재 발생 시 연소 시간을 지연해 2차 피해를 최소화하고 화재 진압에 필요한 시간을 확보하는데 도움을 줄 것으로 기대한다고 밝혔다.

롯데케미칼은 EV(Electric Vehicle) 배터리용 고강성 난연 PP 소재를 배터리 모듈의 소재로 프로모션 진행 중이다. 글로벌 배터리 제조사에 대한 니즈와 시장 변화 등 고객 요청 사항에 따라 다양한 기능의 솔루션을 제공할 계획이다.