▲ 리튬이온배터리의 열폭주를 전면 억제하는 불소치환형 전애액 기술 개념도  © 한국연구재단 제공

[FPN 최누리 기자] = 리튬이온 배터리 열폭주로 인한 전기차 화재를 최소화할 수 있는 기술이 개발됐다. 

한국연구재단(이사장 홍원화)은 송승완 충남대학교 교수 연구팀이 도칠훈 한국전기연구원 박사, 이영주 한국기초과학연구원 박사팀과의 공동연구를 통해 리튬이온 배터리 열폭주를 억제하는 불소치환형 카보네이트계 유기용매 기반 난연성 전해액 기술을 확보했다고 밝혔다.

연구팀은 불소와 인 등의 성분을 포함한 소재의 소화 기능에 착안, 기존 발화점이 낮은 전해액을 불소치환형으로 설계해 자가 소화 기능을 갖춘 난연성 전해액을 개발하는 데 성공했다.

배터리 내부 온도가 상승하면 음극 표면막(SEI)과 전해액이 열분해되고 각종 라디칼과 가스를 방출한다. 연구팀이 개발한 불소치환형 유기용매는 반응성 높은 수소 라디칼을 포획해 마치 소화기처럼 불을 끄거나 화재가 발생하지 않게 하는 역할을 하게 된다.

연구팀은 발화가 잘되는 기존 전해액을 난연성 전해액으로 교체 후 가속율열량계를 측정해 하이니켈 리튬이온배터리의 열폭주 억제 효과를 확인하고 600사이클 이상의 수명 향상 효과를 검증했다.

한편 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 나노ㆍ소재기술개발사업의 지원으로 수행된 이번 연구 성과는 재료과학 다학제 분야 국제학술지 ‘머티리얼즈 사이언스 & 엔지니어링 R-리포츠’에 게재됐다. 

최누리 기자 nuri@fpn119.co.kr 

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