LG화학 배터리 열폭주 억제소재 개발

전기차 화재 초기 차단
LG엔솔·포스텍도 참여

LG화학이 배터리 열폭주로 인한 화재를 조기에 진압할 신소재를 개발했다. 급격한 온도 상승을 막아 불씨 확대 가능성을 차단할 수 있는 소재다. LG화학은 LG에너지솔루션, 포스텍 연구팀과 공동연구를 통해 배터리 열폭주를 억제하는 소재 '안전성 강화 기능층'을 개발했다고 1일 밝혔다. 연구 성과는 네이처 커뮤니케이션스 9월호에 게재됐다.

안전성 강화 기능층은 온도에 따라 전기 저항이 변하는 복합 물질이다. 온도가 오르는 단계에서 전기 흐름을 차단하는 '퓨즈' 역할을 하며 발열을 억제한다. 전기차 배터리 화재 주요 원인인 열폭주를 조기에 막는 것이 핵심이다.

열폭주 억제 소재는 배터리 온도가 비정상 범위인 90도에서 130도까지 오르면 소재 결합 구조가 바뀌며 전류 흐름을 억제하는 구조다.

전류 흐름을 막는 것은 열폭주 방지에 중요한 역할을 한다. 열폭주는 전지 내부 양극과 음극이 직접 접촉하면서 단락과 함께 수초 만에 온도가 1000도 이상 치솟는 현상이다.

LG화학은 모바일용 배터리 안전성 검증 테스트를 마친 뒤 내년까지 전기차용 배터리에도 안전성 테스트를 이어가겠다는 방침이다.

이종구 LG화학 CTO(최고기술책임자)는 "안전성 강화 기능층은 가까운 시일 내 제품에 적용 가능한 가시적 성과"라며 "안전성 강화 기술을 고도화하고 배터리 시장 경쟁력 강화에 기여할 것"이라고 말했다.

이 CTO는 "기존에도 셀 내부에 온도 변화에 반응하는 소재를 넣는 방식은 있었지만, 반응 속도가 느리거나 에너지 밀도가 떨어지는 문제가 있었다"며 "LG화학은 소재 설계에 대한 기술력과 특허를 보유하고 있어 기존 문제를 해결하면서도 빠르게 양산 공정에 적용할 수 있는 수준의 소재 개발에 성공했다"고 설명했다.

[정상봉 기자]