잇따른 전기차 화재에…K-배터리 열 관리 기술 주목

[서울=뉴시스] 류인선 기자 = 전기차 배터리 열 폭주로 의심되는 화재가 잇따라 발생하면서 한국 배터리 업체들의 열 관리 기술이 주목된다.

7일 업계에 따르면 지난 1일 인천 청라 한 아파트 지하 1층에 주차된 메르세데스-벤츠 EQE 세단에서 화재가 발생했다. 이 불로 주변 차량 140여대가 불에 타고 주민 120여명이 대피하는 피해가 발생했다.

화재가 발생한 벤츠 EQE에 탑재된 배터리는 중국 '파라시스 에너지'의 제품으로 파악됐다. 파라시스는 중국 10위 배터리 제조 업체로 하이니켈 삼원계 배터리를 납품했다.

하이니켈 삼원계 배터리는 강한 출력과 높은 에너지 밀도를 갖추고 있다. 하지만 화학 물질을 결합하는 과정에서 발생하는 불안정성으로 순식간에 1000도에 가까운 고온의 열이 발생하는 단점도 있다.

이를 방지하는 기술이 열 관리 시스템이다. 한국 배터리 3사는 삼원계 배터리 기술을 발전시키며 고도의 열 관리 기술도 마련했다.

LG에너지솔루션은 파우치형 배터리의 구성 단위 주위에 열 관리 띠를 둘러 모듈과 팩을 구성하고 있다. 모듈은 배터리의 가장 작은 단위인 셀을 묶은 장치이고, 모듈이 모여 팩이 된다.

원통형 배터리는 전류차단장치(CID)를 통해 과열이나 열 폭주 증상이 예상되면 전류를 차단한다. 이 외에도 실리콘이나 우레탄 계열의 방열소재를 셀과 팩 사이에 설치한다.

삼성 SDI는 각형 배터리에 이상 상황이 발생하면 열리는 작은 구멍(가스 배출 장치)을 설계했다. 한 방향으로 가스를 배출해 배터리 전체가 불에 타는 대형 화재를 방지한다.

두꺼비집과 비슷한 기능을 하는 단락 차단 장치도 있다. 화재가 우려되는 경우 회로를 차단해 전류 공급을 중단한다. 각형 배터리에 열확산 차단재도 부착했다.

SK온은 분리막을 지그재그로 쌓는 Z-폴딩 기술을 통해 양극재와 음극재를 완전하게 분리하는 기술을 가지고 있다. 배터리 충반전시 발생하는 가스를 억제하기 위해 원소 배합을 특정한 비율로 조정하는 복합 도핑 기술도 상용화했다.

상용화를 준비 중인 셀투팩(CTP) 기술에도 열 전이 억제 기술을 포함시킨다. 모듈을 제거하고 셀을 조립해 팩으로 만드는 기술인데, 방호재를 삽입하고 내부에 격실 구조를 만들어 출시할 계획이다.

업계 관계자는 "배터리 생산 기업들은 수율을 높여 불량품을 줄이는 동시에 안전성 확보를 위한 기술을 도입하고 있다"고 말했다.

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