LG화학, 배터리 열폭주 억제 실마리 찾았다…신소재 개발

[아이뉴스24 이한얼 기자] LG화학이 전기차 배터리 화재를 막을 수 있는 소재를 개발했다.

포항공과대학교(POSTECH) 배터리공학과 이민아 교수 연구팀과 공동 연구를 통해 소재 연구를 진행했고, 안전성 검증은 LG에너지솔루션이 함께 했다.

LG화학은 이번 연구 성과를 세계 최상위 학술지 네이처 커뮤니케이션즈 9월호 온라인에 게재했다.

LG화학이 개발한 열폭주 억제 소재는 온도에 따라 전기 저항이 변하는 복합 물질로, 온도가 오르는 초기 단계에서 전기 흐름을 차단하는 ‘퓨즈’ 역할을 한다.

연구팀은 열폭주 억제 소재를 배터리의 양극층과 집전체(전자의 통로 역할을 하는 알루미늄 포일) 사이에 머리카락 100분의 1 수준인 1um(마이크로미터) 두께의 얇은 층 형태로 만들었다.

전지에 이상이 발생해 온도가 90~130℃ 수준으로 오르면, 소재의 결합 구조가 바뀌며 전류 흐름을 억제한다.

열폭주 억제 소재는 온도가 1℃ 올라갈 때마다 전기 저항이 5,000Ω(옴)씩 상승해 온도에 대한 반응 속도가 빠르다.

최대 저항은 정상 온도일 때보다 1000배 이상 높고, 온도가 내려가면 다시 저항이 낮아져 원래의 전기가 통하는 상태로 돌아온다.

전기차 화재 원인인 열폭주는 배터리 내부의 양극과 음극이 의도치 않게 직접 접촉해 단락과 발열이 발생해 촉발하는 것으로 알려졌다.

LG화학은 모바일용 배터리에 열폭주 억제 소재 안전성 검증 테스트를 마치고, 내년까지 대용량 전기차용 배터리에도 안전성 테스트를 이어갈 계획이다.

이종구 LG화학 CTO는 “양산 공정까지 빠른 시일 내 제품에 적용할 수 있는 연구 성과”라며 “고객이 안심하고 전기차를 이용할 수 있도록 안전성 강화 기술을 고도화하고, 배터리 시장 경쟁력 강화에 기여할 것”이라고 말했다.