국내 연구진이 전기차 배터리 화재를 원천적으로 막을 수 있는 새로운 기술을 개발했다.

한국연구재단은 충남대학교 송승완 교수 연구팀, 한국전기연구원 도칠훈 박사, 한국기초과학연구원 이영주 박사팀이 리튬이온배터리 열폭주를 억제하는 난연성 전해액 기술을 확보했다고 21일 밝혔다,

연구팀에 따르면 리튬이온배터리의 전해액으로 사용되는 카보네이트계 유기용매는 쉽게 발화하는 특징이 있어 열폭주의 원인 중 하나로 지목된다. 전해질 성분을 난연성으로 바꾸려는 연구가 이어지고 있지만 계면 안정성이 확보되지 않아 배터리 성능이 떨어지는 문제점은 해결되지 않았다.

연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 불소, 인 등의 성분을 포함한 소재의 소화 기능에 착안, 기존 발화점이 낮은 전해액을 불소치환형으로 설계해 자가소화되는 난연성 전해액을 개발하는 데 성공했다. 배터리 내부 온도가 상승하면 음극 표면막(SEI)과 전해액이 열분해돼 각종 라디칼과 가스를 방출하게 된다. 연구팀이 개발한 불소치환형 유기용매는 이렇게 생성된 반응성 높은 수소 라디칼을 포획해 마치 소화기처럼 불을 끄거나 발화를 방지하는 역할을 한다는 얘기다. 특히 해당 유기용매를 기반으로 하는 난연성 전해액을 배터리에 적용했을 때 리튬이온배터리 음극과 양극 계면 안정성이 확보되며 SEI가 높은 열적 안정성을 보였다고 연구팀은 설명했다.

송 교수는 ”전기차에 탑재되는 기존 리튬이온배터리의 전해액을 난연성·불연성 전해액으로 전격교체해 열폭주를 억제·방지하는 안전성 혁신 기술”이라고 설명했다.

이재영 기자 now@ggilbo.com