"전기차 포비아 해법 찾는다"… 배터리 3사, 안전성 강화 기술 개발에 '올인'

[서울경제TV=이혜란기자] 최근 인천 지하 주차장에서 전기차 화재 사고가 일어나면서 전기차에 대한 불신이 커지고 있다. 전기차 캐즘(일시적 수요정체)과 화재 사고가 맞물리면서 전기차 수요가 더욱 쪼그라들 수 있다는 우려까지 나오는 상황이다. 소비자들의 불안감을 잠재우기 위해 배터리의 ‘안전성’이 최우선 과제로 떠오른 지금, 국내 전기차 배터리 기업들은 배터리 안전성 평가 전문센터를 운영하고, 열 배출·전파 방지 기술 등 안전성 강화에 총력을 다하고 있다.
 

[사진=뉴스1]

국내 배터리 3사 모두 설계 단계에서 안전성 검토를 강화하고 있다. SK온은 지난해부터 충남 서산에 국내 민간기업 중 최대규모로 배터리 안전성 평가 전문센터를 운영 중이라고 밝혔다. 안전성 검증을 위해 극저·고온, 압력, 습도 등의 외부 환경에 변화를 줘 배터리가 어떤 한계 상황까지 버틸 수 있는지 시뮬레이션하는 것이다. 삼성SDI, LG에너지솔루션 역시 위험 요소를 사전에 예측하고 설계와 공정에 반영하고 있다고 밝혔다. 3사는 엑스레이 등을 통한 배터리의 비파괴 검사, 한계 평가 등을 실시해 사용 과정에서 발생할 수 있는 제품 안전 리스크를 사전에 파악하는 기술을 개발, 적용하고 있다.

화재가 발생했을 때 큰 사고로 확산되지 않기 위해선 특정 셀에 붙은 불이 최대한 옆의 모듈로 넘어가지 않도록 하는 기술이 필수적이다. 전기차 배터리는 한 셀에서 문제가 생겨도 단기간에 높은 열과 다량의 인화성 가스를 발생시키는 ‘열 폭주’가 일어날 수 있기 때문이다. 전기차 배터리는 종류마다 구성이 약간씩 차이가 있지만, 일반적으로 셀, 모듈, 팩으로 구성된다. 셀은 모여 하나의 모듈을 이루고, 모듈이 합쳐지면 팩을 구성한다. LG에너지솔루션은 모듈에 방화 소재를 적용해 팩이 발화되더라도 배터리 팩 밖으로 불이 빠져나오는 시간을 지연시키는 소재로 만들고 있다고 밝혔다. 또 모듈과 팩에 쿨링 시스템을 더하는 기술을, 삼성SDI는 열 전파 예측 소프트웨어를 개발해 열 전파 방지 기술을 고도화하고 있다.

이미 발생한 열이라면 일정 방향으로 배출하도록 컨트롤해 배터리의 폭발을 방지해야 한다. LG에너지솔루션은 올해 말 양산 계획 중인 차세대 원통형 배터리 46-시리즈에 가스 배출부 장치 벤트를 적용한다. 배터리 내부의 폭발 에너지를 외부로 빠르게 배출시켜 셀의 저항을 줄이고 동시에 셀의 안전성, 연쇄 발화 방지 안전성을 확보하려는 전략이다. SK온은 분리막 자체를 지그재그형태로 쌓아 양극제와 음극제를 교차해 쌓는 Z폴딩 기술을 2019년 첫 도입한 이래 계속해서 고도화하고 있다. 양극과 음극의 접촉으로 화재가 발행하는 것을 물리적으로 막는다는 전략이다.

제조 후에는 배터리 관리시스템(BMS)으로 이상 징후를 사전 모니터링하도록 한다. LG에너지솔루션은 최근 퀄컴과 협력해 차세대 전기차에 탑재될 첨단 BMS 진단 솔루션을 개발하겠다고 발표했다. 美 반도체 업체 ADI와 셀 내부 온도 측정 기술 MOU를 체결하는 등 BMS 고도화를 위한 노력을 지속한다는 방침이다.

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정부는 지난 13일 ‘전기차 포비아’를 잠재울 방안으로 특별 무상 점검과 국내 보급 전기차에 탑재된 배터리의 정보를 자발적으로 공개할 것을 권고한다고 발표했다. 또 주민들의 불안감을 해소할 방안으로 일정 규모 이상의 공동주택은 지하주차장 스프링클러 등 소방시설의 긴급 점검을 추진할 것이라고 밝혔다. 배터리의 제조부터 관리까지 전기차 문제는 국민의 일상생활 속 안전과 직결된 문제인 만큼 민관이 힘을 모아 안전성 강화에 힘을 쓴다는 계획이다.

이혜란 기자/rann@sedaily.com