`전기차 화재 막는다`…삼성SDI, 열전파 차단 기술 상품화 본격 준비

삼성SDI 각형 배터리의 구조적 안전성. 삼성SDI 제공.

삼성SDI가 배터리 열 전파를 차단할 수 있는 기술을 개발해 상품화 준비에 착수했다. 주변 차량이나 건물로 번지는 화재를 원천 차단해 전기차의 신뢰도를 높일 전망이다.

18일 삼성SDI 뉴스룸에 따르면 삼성SDI는 최근 전기차용 배터리의 안전성을 높이는 '열 전파 차단'(No-Thermal Propagation·No-TP) 기술의 상품화 적용 검토를 완료했다. No-TP는 셀과 모듈, 팩 내 열 전파를 방지하기 위한 종합 기술이다.

이 기술이 적용되면 문제가 발생한 셀이나 모듈만 교체하면 되기 때문에 배터리의 사용성을 극대화할 수 있다. 또 화재가 차량 전체로 번지거나 주변 차량, 건물 등에 영향을 미치는 것을 막을 수 있다.

이는 삼성SDI가 독자적으로 개발한 '열전파 성능 예측 프로그램' 덕분이다. 이 프로그램은 열 전파와 관련된 주요 항목들을 정의하고 수치화해 특정 셀에 이상이 발생했을 때 인접한 셀이 받는 영향을 측정한다. 제품 기획 단계부터 열전파 특성을 예측할 수 있는 것이다.

이를 통해 열전파를 방지하는 최적의 구조 설계가 가능하다. 삼성SDI의 No-TP 기술은 셀 생산뿐만 아니라 모듈과 팩 부품 조립 과정에서의 No-TP 솔루션 제공에도 활용될 수 있다.

삼성SDI는 최신 제품에도 열전파 성능 예측 프로그램을 활용한 최적의 No-TP 설계를 반영했다. 셀 사이사이에 배치된 단열재가 대표적이다. 프로그램으로 셀의 총 발열량을 미리 예측한다. 이를 토대로 안전 소재를 제작해 특정 셀의 온도가 상승했을 때 인접 셀로 열이 전달되는 것을 물리적으로 막아준다.

또 No-TP 프로그램을 활용하면 각형 배터리의 이러한 구조적 특징을 더욱 정교하게 분석해 최적의 열 전파 방지 설계를 적용할 수 있다. 삼성SDI의 각형 배터리가 가진 구조적 특징 역시 열전파를 효과적으로 차단하여 높은 안전성에 기여한다.

각형 배터리 내부 극판은 여러 층의 재료가 차곡차곡 쌓인 스캐팅 공법이 적용되는데 이 덕분에 셀 내부의 압력을 상대적으로 낮출 수 있다. 기재 사이에 미세한 틈이 있어 내부에 가스가 발생해도 압력이 한 방향이 아닌 동서남북의 4방향으로 분산된다.

여기에 각형 셀 부품인 벤트는 고온의 가스와 화염이 잘 방출될 수 있도록 한다. 방출된 가스는 팩 내부의 빈 공간으로 빠져나간다. 이 공간 역시 단열 처리가 돼 있어 빠져 나가는 과정에서도 다른 셀에 영향을 주지 않는다.

삼성SDI 관계자는 "No-TP 기술과 함께 안전한 고용량 배터리 개발을 위해 지속적으로 노력해 나갈 것"이라고 말했다. 박한나기자 park27@dt.co.kr