[이자car야] ‘포스트잇’ 대명사 3M…전기차 주행거리도 ‘접착력’으로 늘린다

3M 차단 소재. 3M 제공

3M 열관리 소재. 3M 제공

경량화 소재(글라스 버블). 3M 제공

'포스트잇'으로 익숙한 글로벌 기업 3M(쓰리엠). 포스트잇이 유명한 이유는 '뗐다 붙였다' 할 수 있는 독특한 접착 기술이 누구도 따라하기 어려운 독보적인 기술이기 때문이다. 실생활에서도 테이프, 접착제 등 3M 제품을 쉽게 접할 수 있다. 이러한 독보적인 '붙이기' 기술은 사실 B2C(기업-소비자간 거래)보다 B2B(기업가 거래) 시장에서 더 널리 쓰인다.

3M은 이러한 독보적인 접착 기술을 넘어 다양한 소재 기술을 전기차 생산에 접목하고 있다. 배터리의 열 폭주를 막고, 경량화를 통해 주행거리를 더 확보하는 핵심 기술로도 사용된다.

◇EV 배터리 '열폭주' 지연시킨다

3M은 보유한 세라믹 등의 핵심 소재기술을 이용해 전기차(EV) 배터리 최적화를 위해 열폭주를 지연시킬 수 있는 차단 소재를 지속적으로 연구·개발하고 있다. 3M이 개발하고 있는 차단 소재는 자동차에 발생할 수 있는 여러 문제 상황들이 연쇄적으로 발생하는 것을 최대한 지연시키거나 막을 수 있게끔 차단하기 위한 것이다.

예를 들어 배터리 셀이 뜨거워져 순차적으로 폭주 현상을 만들어내는 경우가 있는데 폭주 시간 지연을 위해 열 전도를 차단하는 단순 테이프·필름 이상의 솔루션을 개발하고 있다.

◇단열·경량화 위한 핵심 소재 개발

또 필름이 배터리를 감싸고 있는 형태의 파우치 셀은 차량 하부에서 배터리가 뜨거워졌을 때 추가로 발생하는 열이 잘 통할 수 있게끔 도와주는 대표적인 열관리 소재다. 충전 효율을 위해서도 열관리 소재가 중요하며, 열관리 소재는 열방수가 필수적으로 요구된다. 열 전도도 높아야 하며, 전기 누전으로 인해 배터리 케이스가 타는 것을 방지하기 위해 전기 절연도 중요하다.

이를 위해 3M은 첨단소재과학 기술을 활용해 글라스버블, Boron Nitride Cooling Fillers 등의 소재를 개발하고, 전기차 제조사들과 협업해 지속적으로 제품 개발·개선을 진행하고 있다.

이 중 경량화소재 중 하나인 글라스버블은 소다라임보로실리케이트로 만들어진 속이 비어 있는 유리 구슬의 형태를 띈 소재로 가벼우면서도 내구성이 뛰어나 고분자 소재와 혼합하여 사용하면 경량화 및 향상된 단열 소재를 만들 수 있다.글라스버블이 적용된 경량 플라스틱, 복합재·충전제는 연료 효율성을 향상시키고 전기차 배터리 주행거리를 더 확보할 수 있다. 또 실러 및 언더코팅에 사용돼 자동차의 탄소 발자국을 낮출 수 있게 할 수 있다. 최근 글라스버블은 전기차 배터리뿐 아니라 수소 운반을 위한 액화수소 탱크의 단열재에도 사용되고 있다.

◇'조이기' 대신 '붙이기'…경량화 기여

3M 구조용 접착제는 볼트·너트를 대체할 수 있는 정도의 강도를 구현하는 접착제로 자동차의 경량화에 기여할 수 있는 솔루션이다. 배터리 셀을 조립하는 단계에서 각형 배터리나 원통형 배터리 조립을 위해 3M의 DP시리즈(FCA 접착제, 우레탄 접착제, 아크릴 접착제, 실리콘 접착제)가 사용된다.

비구조용 접착제는 각형 배터리에 시트류가 부착이 되는 경우 해당 부품들을 부착하기 위해 사용된다. 팩과 섀시를 디자인할 때 볼트와 너트를 사용하면 너무 두꺼워질 수 있어 이를 방지하기 위해 테이프와 접착제를 적용하는데, 공간 활용성은 물론 디자인 개발도 유연하게 하는 요소다.

◇차량용 마스킹 테이프도 3M

자동차용 마스킹 테이프는 깔끔한 투톤 페인트 작업을 완성시키기 위해 개발됐다. 점착력이 낮은 프리 마스킹 테이프는 그래픽을 변형 없이 깔끔하게 적용할 수 있도록 돕고, 그래픽 시공이 수월할 수 있도록 도와준다. 시공 중 필름이 늘어나거나 그래픽 이미지가 긁혀 손상되지 않도록 보호하는 역할도 한다.

자외선 저항성 종이 마스킹 테이프는 야외에서 14일까지 변함없는 성능을 유지해 옥외 작업 조건에서도 일관되고 선명한 페인트 라인을 제공한다. 이외에도 라텍스 대용으로 사용 가능한 합성 고무 점착제를 사용해 강한 유지력을 자랑하는 퍼포먼스 마스킹 테이프·금속류, 고무류, 유리류, 플라스틱 류 등 다양한 표면에 빠르게 점착되고 깔끔하게 제거되는 고내열 점착제가 있다.

장우진기자 jwj17@dt.co.kr