전기차 배터리 화재, 신소재로 막는다

입력 2022년04월26일 00시00분 김성환
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 -헨켈, LG화학 등 배터리 열폭주 막기 위한 노력 
 -전용 코팅제 및 신소재 개발로 청신호 

 전동화 시장이 빠르게 성장중인 가운데 위험 요소를 줄이기 위한 부품 업계의 노력이 주목을 받고 있다.

 27일 부품 업계에 따르면 안정적인 전동화 제품을 위한 가장 큰 핵심은 배터리 열 관리다. 특히 배터리에서 열 폭주 현상이 발생하면 실제 자동차 화재로 이어진다. 더욱이 리튬이온 배터리는 물과 반응성이 높아 화재 시 물을 부어도 쉽게 꺼지지 않는다. 그만큼 고도화된 방지 기술이 필요하다.

 화재를 최소화하기 위해 업계에서도 다양한 신기술을 선보이고 있다. 먼저 LG화학은 독자 기술 및 제조 공법을 활용해 열 변형을 방지하는 난연 엔지니어링 플라스틱 소재를 개발했다. 폴리페닐렌 옥사이드(PPO)계, 나일론 수지인 폴리아미드(PA)계, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)계의 다양한 소재군을 가진 고기능성 플라스틱이다. 내열성이 높아 전기차 배터리 팩 커버에 적용 시 일반 난연 플라스틱 대비 긴 시간 동안 열을 차단할 수 있는 것이 장점이다. 자체 테스트 결과 1,000도에서도 400초 이상 열 폭주 화염 전파를 방지하는 것으로 나타났다. 이는 일반 난연 플라스틱 대비 45배 이상 뛰어난 성능이다. LG화학은 올해 양산 체계 구축을 마치고 2023년부터 본격적인 생산을 시작할 예정이다.

 글로벌 업체에서는 독일 헨켈이 적극적이다. 회사는 최근 난연성 에폭시 기반 화재 보호용 코팅제를 개발했다. 배터리 팩 하우징용으로 얇게 도포하는 게 특징으로 배터리 안정성을 높일 수 있다는 게 장점이다. 게다가 배터리가 화염에 노출되었을 때 연기가 최대한 없도록 하는 수성 무기물 형태로 만들어졌다. 그 결과 열폭주로 인한 발화에도 배터리 팩에 코팅된 성분이 화재 확산을 억제 또는 지연시킨다. 이와 함께 탄소가 생성되지 않아 탈출 시간을 벌 수 있고 화재 진압에도 필요한 시간을 만든다. 회사 관계자는 "리튬 이온 배터리의 단점을 줄이기 위한 실용적인 솔루션에 집중할 것"이라며 기대감을 높였다.

 업계에서는 자동차 패러다임이 변하는 것처럼 이룰 둘러싼 관련 산업도 큰 변화를 겪게 될 것이라며 그 중에서도 안전 분야는 완전히 새로운 기준과 관점이 필요하다고 내다봤다. 특히 전동화의 경우 안정적인 배터리 운영과 효율을 갖춘 능력이 시장을 주도할 것이라며 관련 신기술이 빠른 양상으로 발전할 것으로 보고 있다. 

김성환 기자 swkim@autotimes.co.kr

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