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BarryWhite

소식 LG화학, 전기차 배터리 열폭주 막는 신소재 개발

 

LG화학이 전기차 배터리 화재의 근본적인 원인인 열폭주 현상을 초기 단계서 차단할 수 있는 소재 개발에 성공했다고 밝혔습니다.

 

LG화학이 개발한 '열폭주 억제 소재(Safety Reinforced Layer)'는 온도 변화에 따라 전기 저항이 변하는 특수 복합 물질로 구성돼 있습니다.

 

이 소재는 배터리 내부에 얇은 층 형태로 코팅되어 마치 안전 지킴이처럼 24시간 활동합니다. 배터리에 이상이 생겨 온도가 90~130℃로 상승하기 시작하면 즉시 '열폭주 억제 소재'가 반응하여 전기 흐름을 차단합니다. 마치 과전류 발생 시 전기 회로를 차단하는 '퓨즈'와 같은 역할을 수행하는 것입니다.

 

이 소재는 온도가 1℃ 상승할 때마다 전기 저항이 5,000Ω씩 증가할 정도로 온도 변화에 민감하게 반응합니다. 정상 온도에서보다 최대 1,000배 이상 높은 저항을 통해 전류를 효과적으로 차단, 열폭주를 방지합니다. 온도가 정상 범위로 돌아오면 저항이 다시 감소해 전기가 통하는 상태로 복구되는 가역성을 갖추고 있습니다.

 

LG화학은 이 소재의 효과를 검증하기 위해 다양한 실험을 진행했습니다.

 

모바일용 배터리 관통 실험: 날카로운 못으로 배터리에 구멍을 뚫는 실험에서 일반 배터리는 16%만 화재를 피했지만, 열폭주 억제 소재를 적용한 배터리는 단 한 건의 화재도 발생하지 않았습니다.


전기차용 배터리 충격 실험: 약 10kg의 무게추를 떨어뜨리는 실험에서 일반 배터리는 모두 화재가 발생했습니다. 반면, 신소재를 적용한 배터리는 70%가 화재를 피했고, 나머지 30%에서도 불꽃이 수 초 만에 꺼져 열폭주로 이어지지 않았다고 합니다.

 

기존에도 배터리 열폭주를 막기 위해 온도에 반응하는 소재를 사용하는 연구가 있었습니다. 하지만 반응 속도가 느리거나 에너지 밀도가 떨어지는 등의 문제점이 존재했습니다. LG화학은 이 한계를 극복하고, 독자적인 기술력과 특허를 바탕으로 빠른 양산 공정에 적용 가능한 수준의 혁신적인 소재 개발에 성공했다고 설명했습니다..

 

LG화학은 모바일용 배터리에 대한 안전성 검증을 성공적으로 마쳤으며, 현재 대용량 전기차용 배터리에도 적용 가능하도록 안전성 테스트를 진행하고 있습니다.

 

LG화학 이종구 CTO는 “이번 연구 성과는 양산 공정에 빠르게 적용할 수 있는 수준”이라며, “고객이 안심하고 전기차를 이용할 수 있도록 안전성 강화 기술을 더욱 발전시키고 배터리 시장 경쟁력 강화에 기여할 것”이라고 밝혔습니다.

 

이 연구 성과는 LG화학 CTO 산하 기반기술연구소, 포항공과대학교 배터리공학과 이민아 교수 연구팀, LG에너지솔루션의 공동 연구를 통해 이뤄졌습니다.

 

또 세계 최고 권위의 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)' 9월호에 게재됐습니다. 논문 제목은 "Thermal Runaway Prevention through Scalable Fabrication of Safety Reinforced Layer in Practical Li-ion Batteries"입니다.

BarryWhite
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댓글
8
참깨돌이
1등 참깨돌이
2024.10.02. 14:16

오... 이런 건 참 좋아요....

[참깨돌이]님의 댓글을 신고합니다. 취소 신고
BarryWhite
글쓴이
BarryWhite 참깨돌이 님께
2024.10.02. 14:24
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Oxc.suga
2등 Oxc.suga
2024.10.02. 14:29

오... 실용적일 듯 하네요. 가역성까지 있으니 효용성이 좋겠네요.

약간 화재방지 멀티탭 느낌인데요? 결은 달라도 고온에서 난연성 환경을 만들어주는 화재방지 필름이 붙여진 제품이죠.

[Oxc.suga]님의 댓글을 신고합니다. 취소 신고
Oxc.suga
Oxc.suga Oxc.suga 님께
2024.10.02. 14:38

필름 형태로 가공되어 있는 것으로 보이니, 기존 공정에 적용도 유연하게 가능하겠군요. 

다만 이제 연구소에서 기 나왔으니 실적용되려면 몇 년 걸리겠죠..?

[Oxc.suga]님의 댓글을 신고합니다. 취소 신고
BarryWhite
글쓴이
BarryWhite Oxc.suga 님께
2024.10.02. 14:41

안정성 테스트 중이라고 하니, 거의 막바지인 것 같습니다.

[BarryWhite]님의 댓글을 신고합니다. 취소 신고
추운게좋아
3등 추운게좋아
2024.10.02. 14:32

반응 차단 시켜도 이미 온도가 올라서 연쇄적인 반응이 일어난다는 말을 들은 적이 있는데 이건 다른 거려나요

[추운게좋아]님의 댓글을 신고합니다. 취소 신고
Oxc.suga
Oxc.suga 추운게좋아 님께
2024.10.02. 14:36

온도가 증가해 저항이 급속도로 높아지면, 절연막의 물리적 파괴로 인한 합선의 영향이 줄어서 열폭주 가능성도 덩달아 낮아질 것으로 보입니다. 결국 반응이 저하되니 수소 기체로 인한 폭발 가능성도 줄지 싶네요.

[Oxc.suga]님의 댓글을 신고합니다. 취소 신고
북극곰플
2024.10.03. 14:23

엘지화학 주식 오래 들고있었는데 엔솔로 분할해서 엿먹이더니 이런건 엘지화학에서 개발하고 ㅋㅋㅋㅋㅋ 뭐 그냥 할말이 없네요

[북극곰플]님의 댓글을 신고합니다. 취소 신고
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