[비즈니스포스트] ‘전기차 화재 포비아’가 식지 않으면서 국내 배터리 제조사들이 배터리 화재 예방을 위한 안전기술 개발에 집중하고 있다. 

전기차 보급률 증가에 따라 세계 각국에서 화재 사례가 점점 늘어나고 있다. 화재 원인은 다양하지만 특히 화재에 취약한 리튬이온배터리는 삽시간에 고온으로 화재가 번지는 ‘열폭주’ 현상과 화재 진화의 어려움으로 전기차 구매를 망설이게 하는 요인으로 지목되고 있다.

29일 배터리 업계 취재를 종합하면 화재를 예방·방지할 수 있는 배터리의 안전 기술력이 완성차 기업에 배터리를 공급할 수 있는 핵심 경쟁력으로 부상했다.  

LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온 등 국내 배터리 제조사들은 차세대 안전 기술 개발에 투자를 아끼지 않고 있다.

LG에너지솔루션이 지난 17일 최초 공개한 차세대 배터리 ‘파우치형 고전압 미드니켈’ 배터리에는 ‘팩 하부 벤팅기술’이 적용됐다. 이는 팩 강성을 높이고 셀에 화재가 발생하더라도 열과 가스가 내부에서 퍼지지 않고 의도한 경로대로 빠르게 외부로 배출하는 기술이다. 

회사는 또 배터리관리시스템(BMS)의 ‘배터리 안전진단 소프트웨어’ 사업을 지난 8월부터 확대하고 있다. 

안전진단 소프트웨어는 화재로 이어질 수 있는 배터리셀의 이상 징후를 사전에 감지하고 고객에 안내한다. 회사는 10만 대 이상의 전기차에 안전진단 소프트웨어를 적용해 90% 이상의 검출률을 보였다고 설명했다. 

회사 관계자는 “2004년 ‘세라믹 코팅 안전성 강화 분리막(SRS)’를 개발한 뒤 양산에 성공 현재 기술 향상 중”이라며 “‘셀 강건 설계’를 통해 구조적 화재 발생 가능성을 최소화하고 있다”고 말했다.

삼성SDI는 2027년 양산 예정인 ‘전고체 배터리’로 안전성을 잡겠다는 방침이다. 삼성SDI는 2023년 전고체 배터리 파일럿 라인 구축을 마치고 2024년 2분기까지 완성차 기업 5곳에 샘플을 공급한 상태다. 

전고체 배터리는 고체 전해질로 구성된 배터리로 내열성과 내구성이 뒤어나기 때문에 기존 리튬이온배터리보다 폭발이나 화재 위험성이 낮다. 

다만 전고체 전지 상용화까지는 △음극 덴드라이트 생성 △양극과 전해질의 계면 저항 문제 △고체 전해질 합성 문제 △양산성 확보 문제 등의 과제가 남아 있다. 

회사는 전고체 배터리와 별개로 배터리 과충전 방지 장치, 단락 차단장치, 특수 소화시스템 등 화재 사전예방 기술 개발로 안전성을 확보하겠다는 방침이다.

SK온 셀에서 방호재를 삽입해 화재 시 셀간 열 전이를 억제하는 에스팩(S-Pack) 기술을 적용한 제품 에스팩-H, 에스팩-M, 에스펙-L 등을 개발했다. 

또 배터리 열 폭주를 일으키는 원인 가운데 하나로 꼽히는 내부 단락이 일어나지 않도록 분리막 기술도 향상시키고 있다. 분리막 손상으로 내부 단락이 발생하면 양극과 음극이 접촉해 발열 반응이 일어난다.

회사는 분리막을 지그재그 형태로 쌓아올리는 SZ폴딩 공법을 적용하고 있는데, 관계사 SK아이이테크놀로지는 얇으면서도 고내열 고강도의 특성을 지닌 4세대 분리막을 개발 중이다.
  전기차 시장 성장 둔화 국면에서 나타난 ‘전기차 화재 포비아’는 한국 배터리 기업들에게 새로운 기회가 될 수 있다는 관측도 나온다. 세계적으로 중국산 배터리가 시장의 약 60%를 장악하고 있는데, 안전 등 기술력에서 한국 기업들이 앞서 있어 화재 공포가 커질수록 품질 측면에서 앞선 한국산 배터리 채택률이 높아질 수 있다는 것이다.

전기차 업계 관계자는 “5~10년 전 초기 전기차 시장에서 주행거리가 전기차 구매에 큰 영향을 미쳐, 배터리의 고에너지 밀도가 중요했다”면서 “최근에는 차량 세그먼트와 충전 인프라 발달로 비용절감, 안전성 등이 배터리 시장에서 핵심 경쟁력이 됐다”고 말했다. 

글로벌 컨설팅 업체인 딜로이트가 2024년 실시한 조사 결과에 따르면 한국 소비자들은 전기차 충전 소요시간(48%)에 이어 배터리안전과 기술(45%) 문제를 전기차 단점으로 인식하고 있는 것으로 나타났다.  

이같은 결과에 대해 박종일 나이스신용평가 연구원은 “아파트와 지하주차장 등 한국의 주거 특성상 전기차 안전 문제에 대한 경각심이 높기 때문인 것으로 보인다”고 분석했다. 신재희 기자