강한 화염과 높은 압력에서 기존 복합소재보다 14배 이상 긴 시간 동안 견딜 수 있는 ‘특수 난연 열가소성 연속섬유 복합소재(특수 난연 CFT)’가 개발됐다. LG화학이 LX하우시스와 함께 1,500℃ 화염에서 20분 이상 견디는 배터리 열폭주 지연 소재를 개발했다고 27일 밝혔다. 새로운 소재는 LG화학 자체 테스트(Torch test) 결과 1.6mm 두께를 가진 얇은 특수 난연 CFT에 1,500℃ 이상에 달하는 열과 압력을 20분 넘게 가해도 녹아서 흘러내리거나 구멍이 생기지 않았다. LG화학은 새롭게 개발한 소재가 업계 최고 수준 화염 차단 성능을 갖고 있다고 전했다.

소재에는 LG화학 열폭주 지연 소재 기술과 LX하우시스 열가소성 복합소재(CFT, Continuous Fiber Thermoplastics) 제조 기술이 적용됐다. LG화학이 지난해 개발한 열폭주 지연 소재는 1,000℃ 이상에서 당시 세계 최장시간인 10분 이상 화염을 차단하는 성능을 냈다. 또 LX하우시스는 LG화학 소재를 테이프 형태로 만들어 적층하는 제조 공법을 사용해 차단 성능을 향상했다.

LG화학에 따르면 새로운 소재는 단단하고 힘에 의한 변형이 작은 고강성 소재로 전기차 배터리 부품 중 크기가 큰 배터리팩 상·하단 커버 등에 쓰일 수 있다. 이에 전기차 화재 발생 시 불길이 퍼지는 것을 효과적으로 지연시켜 운전자 대피와 화재 진압에 필요한 시간을 확보하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.

특히 새로운 소재 개발을 통해 전기차 배터리 화재 주요 원인으로 꼽히는 열폭주도 해결할 수 있게 될 전망이다. 열폭주는 다양한 원인으로 배터리 셀에 스트레스가 가해지며 열이 발생하는 현상이다. LG화학은 열폭주가 전기차 대중화를 늦추는 요소 중 하나로 전기차·배터리 고객사가 느끼는 페인포인트(Pain point)로 작용해 왔다면서도 LX하우시스와 공동 개발한 소재를 통해 기존 플라스틱만으로는 견디기 어려운 열폭주의 열과 압력 문제를 해결해냈다고 설명했다.

LG화학은 지난 2009년부터 열폭주 지연 소재에 대한 연구 개발을 이어온 바 있다. 지난해에는 관련 소재 개발을 완료하고 양산 체계를 구축했다. 열폭주 지연 소재는 세밀한 성형이 가능해 배터리 모듈에 주로 사용된다. 이에 LG화학과 LX하우시스가 새롭게 개발한 소재는 모듈을 감싸는 대형 배터리팩 커버에 쓰이는 만큼, LG화학이 양산 중인 소재와 함께 사용할 시 화재를 통한 불길이 퍼지는 것을 이중으로 막아낼 수 있을 것으로 분석된다.

LG화학 신재명 엔지니어링소재사업부마케팅부문담당은 “지난해 배터리 열폭주 지연 소재를 개발해 알린 이후, LX하우시스와 긴밀하게 협업해 왔다”며, “전기 자동차 열폭주에 대한 지연 소재와 글래스매트, CFT 등 토탈 솔루션 라인업을 갖게 된 것을 자랑스럽게 생각한다”고 말했다. 이어 신재명 담당은 “전기차 운전자의 일상을 안전하게 지키는 동시에 고객이 겪는 페인포인트를 해소할 수 있도록 연구개발을 이어갈 것”이라고 덧붙였다.

씨스켐닷컴(2023-10-27)