미국 매사추세츠 케임브리지에 있는 이차전지 기술 기업 24M테크놀로지는 전기자동차 및 에너지저장장치(ESS)의 화재 위험성을 낮춘 변형 배터리 분리막인 '24M 임페르비오(24M Impervio)'에 대해 올해 연말까지 대량 생산을 실증하고 205년 혹은 2026년에 시장에 출시할 계획이라고 13일 밝혔다.
이차전지 화재의 주요 원인으로 지목되는 과충전은 안전 충전 임계값을 넘었음에도 불구하고 계속 충전돼 과열하는 현상이다. 리튬이온 배터리 혹은 리튬메탈 배터리에서 과충전은 덴드라이트(dendrite·전지의 음극에 나뭇가지 모양으로 자라는 리튬 결정체) 형성 및 내부 단락으로 이어져 배터리 화재 및 폭발을 일으킬 수 있다.
24M테크놀로지가 지난 1월에 발표한 24M임페르비오는 개별 전국 수준에서 셀(cell)을 제어해 금속 덴드라이트 형성을 차단하고 배터리 성능을 측정해 조기 결함을 감지하는 기술이다. 회사 측은 "셀의 전기화학을 모니터링하고 잠재적인 단락 발생 시 안전장치를 구현해 과열을 방지함으로써 대형 화재 및 대규모 리콜 사태를 방지할 수 있다"고 설명했다.
24M은 최근 실시한 신규 테스트 결과도 공개했다. 이번 테스트에서는 24M 임페르비오 분리막을 사용한 10암페어시(Ah) 하이니켈 NMC/그래파이트 파우치 셀과 기존 니켈 NMC/ 그래파이트 파우치 셀 등 두 가지 제품을 비교했다. 두 셀 모두 완전히 충전된 상태에서 100% 과용량(overcapacity) 또는 제조업체에서 지정한 최대 전압의 두 배까지 진행됐다.
24M은 "테스트 결과 24M 임페르비오를 사용한 셀은 1시간 동안의 과충전에도 단락이나 과열 없이 견고한 성능을 보여준 반면, 기성품 셀은 과충전 10분 후 덴드라이트에 의한 내부 단락이 발생하고 30분 후 셀이 폭발해 큰 화재가 발생했다"고 설명했다.
나오키 오타(Naoki Ota) 24M 회장 겸 CEO는 "배터리 안전은 전기차의 대중화를 가로막는 주요 장애물로 최근 전 세계에서 발생한 전기차 화재는 새로운 배터리 안전 혁신의 필요성을 강조하고 있다"고 말했다. 24M은 현재 초기 제품 출시를 위해 대량 생산 파트너 및 라이선스 파트너와 협력하고 있다고 설명했다.
강희종 기자 mindle@asiae.co.kr
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