삼성SDI, 열폭주 대응 배터리 안전 특허 2건 美서 공개

고온 가스가 냉각액 배관 파열⋯주변 셀로 열 번지는 것 막아
이상 셀에는 소화액 직접 공급⋯화재 확산·조기 진압 대응

[아이뉴스24 황세웅 기자] 삼성SDI가 배터리 열폭주와 화재 확산을 막기 위한 안전 기술 개발에 속도를 내고 있다. 배터리 셀에서 이상이 발생하면 냉각액이나 소화액을 즉시 공급해 주변 셀로 열이 번지는 것을 막는 방식이다.

28일 미국 특허상표청(USPTO)에 따르면 삼성SDI의 배터리 안전 관련 특허 2건이 지난 27일 공개됐다. 공개번호는 각각 'US20260253992'와 'US20260254077'이다.

미국 특허상표청에 올라온 삼성SDI 특허 관련 문서. [사진=미국 특허상표청]

첫 번째 특허인 '배터리 시스템 및 이를 포함하는 차량'은 열폭주가 발생한 배터리 셀을 냉각액으로 빠르게 식히는 기술이다.

배터리 셀 위쪽에 냉각액이 들어 있는 파이프를 설치하고, 셀에서 열폭주가 발생해 뜨거운 가스가 분출되면 그 열로 파이프가 파열되도록 설계했다.

파이프 안에 있던 냉각액이 배터리 셀 주변으로 흘러나와 온도를 낮추는 방식이다.

셀 사이에 설치된 스페이서도 냉각액을 흡수한다. 이를 통해 열폭주가 발생한 셀의 열이 옆에 있는 다른 셀로 전달되는 것을 줄이는 데 초점을 맞췄다.

미국 특허상표청에 올라온 삼성SDI 특허 관련 도면. [사진=미국 특허상표청]

전기차 배터리에서 하나의 셀 이상이 주변 셀의 연쇄적인 열폭주로 이어지는 것을 막기 위한 기술인 셈이다.

두 번째 '배터리 모듈' 특허는 화재가 발생한 셀에 소화액을 직접 공급하는 기술이다.

배터리 내부의 버스바 홀더에 소화액이 흐를 수 있는 통로를 만들고 각 배터리 셀을 향해 여러 개의 구멍을 배치했다.

특정 셀에서 이상이 발생하면 이 통로를 통해 해당 셀과 주변에 소화액을 공급해 화재를 빠르게 억제하는 구조다.

삼성SDI의 UPS용 배터리 제품. [사진=삼성SDI]

이 특허는 특히 에너지저장장치(ESS) 화재 대응에 초점을 맞췄다. 특허 명세서에는 ESS 운영 과정에서 감전이나 단락, 외부 전압 충격 등으로 화재가 발생할 가능성을 언급하며 이를 조기에 진압할 수 있는 시스템의 필요성이 담겼다.

두 특허는 방식은 다르지만 특정 배터리 셀의 이상이 대형 화재로 번지는 것을 막는다는 점에서는 같다.

하나는 열폭주 때 냉각액을 자동으로 방출해 셀을 식히고, 다른 하나는 소화액을 이상 셀에 직접 공급하는 방식이다.

전기차와 ESS 시장이 확대되면서 배터리 업체들의 경쟁도 에너지 밀도와 충전 성능뿐 아니라 화재 안전성까지 넓어지고 있다. 삼성SDI 역시 열폭주와 화재 확산을 억제하는 안전 기술 확보에 힘을 싣는 모습이다.

/황세웅 기자(hseewoong89@inews24.com)