빈번하는 배터리 화재, 안전성 높인다…LG·롯데, 화재 지연시킬 ‘난연 소재’ 주목

LG화학과 LX하우시스가 공동 개발한 배터리 열폭주 지연 소재 ‘특수 난연 CFT’. <사진=LG화학>

국내 소재 기업이 배터리 안전성을 강화하기 위한 방안으로 ‘난연 소재’를 주목하고 있다. 리튬이온 배터리의 열폭주 현상으로부터 소비자가 안전히 대피하고 화재를 진압하기 위한 시간확보가 절실하기 때문이다.

25일 관련 업계에 따르면 LG화학과 롯데케미칼은 리튬이온배터리의 열폭주에도 화재의 확산을 늦출 수 있는 배터리용 난연 소재 기술력을 확보한 것으로 알려졌다.

리튬을 활용한 배터리는 열폭주를 관리하는 게 무엇보다 중요하다. 열폭주는 배터리 셀에 스트레스가 가해지면서 내부 온도가 급격히 오르는 현상을 뜻한다. 이때 내부 온도는 단 몇 분 만에 1000도(℃) 이상으로 치닫게 된다.

LG화학, 롯데케미칼이 개발한 난연 소재는 고온 특성이 우수해 배터리의 열폭주를 지연시킬 수 있는 게 특징이다.

LG화학은 열폭주 지연 소재를 개발하기 위해 LX하우시스와 손을 잡았다. 양사는 ‘특수 난연 열가소성 연속섬유 복합소재(특수 난연 CFT)’를 개발해 상용화를 추진하고 있다. 이 제품은 고온에서도 녹아내리지 않는다.

자체 테스트에 따르면 1.6mm 두께의 특수 난연 CFT에 1500도 이상의 열과 압력을 가했지만 20분이 지나도 녹아 흘러내리거나 구멍이 생기지 않았다.

롯데케미칼도 고강성 난연 폴리프로필렌(PP) 플라스틱을 개발했다. 자체 테스트에 따르면 1000도 이상의 온도에서 본래의 형태를 최대 10분까지 유지했다. 특히 난연 성능을 구현하는 유해 물질인 할로겐이 포함되지 않아 기존 난연 소재 대비 친환경성도 강화했다.

해당 난연 소재들은 전기차에 탑재된 배터리가 열폭주할 경우, 운전자와 동승자가 탈출할 수 있는 시간을 벌어주는 역할을 맡게 된다.

열폭주의 원인은 외부의 충격, 과충전, 덴드라이트 형성, 분리막 결함 등으로 다양한데 한번 불이 붙으면 빠르게 번지고 쉽게 꺼지지 않아 전기차 대중화를 늦추는 원인으로 지목되고 있다.

최근 전기차에 탑재되는 배터리는 리튬이온 배터리로 음극재 흑연을 사용하는 등 안정성을 높였다. 이를 통해 리튬 메탈을 사용했을 때보다 열폭주의 위험성은 크게 낮췄다. 그러나 여전히 열폭주가 일어나면 순식간에 불이 번지는 건 마찬가지다.

난연 소재는 전기차 배터리와 관련된 불확실성을 해소하는 데 도움을 줄 전망이다. 열폭주를 지연해 2차 피해를 최소화하는 것은 물론, 화재 진압에 필요한 시간을 확보할 수 있기 때문이다.

배터리 소재 업계 관계자는 “전기차 배터리 소재만큼 화재 관리에 민감한 산업군이 없을 것”이라며 “기존 난연 소재보다 개선된 성능의 제품이 개발되면서 열폭주로 부터 시민들을 한층 더 안전하게 보호할 수 있게 될 것됐다”고 말했다.

[CEO스코어데일리 / 박대한 기자 / dayhan@ceoscore.co.kr]

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