국내 기술진, 배터리 열폭주 현상 막을 방법 찾아내.. > 뉴스

▲배터리 열폭주 원리

최근 잇따라 일어난 전기차 화재에서 볼 수 있듯이 전기차는 한번 불이 나면 순식간에 1,000도까지 올라가는 열 폭주가 일어 납니다.

지금까지는 배터리 내부에서의 구체적인 열 폭주 과정을 알지 못했는데, 국내 연구진이 원인 규명은 물론 열 폭주를 억제할 방법까지 찾아냈습니다.

국내 연구진이 낮은 온도에서부터 급격히 열 폭주 반응으로 이어지는 과정을 처음으로 밝혀 낸 것입니다.

연구진은 내부 미세구조까지 볼 수 있는 방사광 가속기 기반의 X선 회절 기법을 자체 개발해 배터리 셀 내부의 화학반응을 관찰했습니다.

그 결과, 배터리 내부에 열이 오르기 시작할 때 음극에서 나온 가연성 기체인 에틸렌 기체가 양극으로 이동해 산소 발생을 촉진했습니다.

이렇게 만들어진 산소는 다시 음극에서 에틸렌 기체를 더 많이 만들어내고, 이 과정이 반복됩니다.

자가증폭루프로 생성된 산소와 이산화탄소가 음극의 리튬과 반응하면서 순식간에 온도가 치솟는 열 폭주가 일어나는 겁니다.

연구팀은 열 폭주 현상의 원리를 찾은 데 이어 열 폭주를 막을 수 있는 기술도 개발했습니다.

기존 흑연 음극재를 산화알루미늄으로 코팅하면, 셀 내부에 산소와 이산화탄소가 늘어나도 음극재와의 반응을 막아 열 폭주 현상이 80% 정도 억제되는 것을 확인했습니다.

이번 연구결과가 배터리 열 폭주 과정을 구체적으로 밝혀낸 만큼 억제 기술이나 코팅 물질 개발 등을 통해 앞으로 전기차 배터리 화재를 해결하는 새로운 열쇠가 될 것으로 기대됩니다.