케이비엘러먼트 '이차전지 열폭주 지연' 그래핀 방염소재 개발

배터리 내부에 화재 지연장치 부착 화염전이 차단
배경정 대표, 그래핀 사용화 공로 30일 국무총리상

[파이낸셜뉴스] 케이비엘러먼트가 비산화 그래핀 분산 기술을 활용해 이차전지 열폭주 지연을 위한 방염소재 개발에 성공했다고 29일 밝혔다.

전기차 시대가 빠르게 개화되면서 이차전지 시장규모는 2021년 550억 달러에서 2030년 3547억원 달러로 급성장할 것으로 예상된다. 이와함께 이차전지 4대 소재인 음극재, 양극재, 분리막, 전해액 분야 역시 2030년 1255억 달러로 연평균 18% 이상 성장할 것으로 전망된다.

이러한 성장에도 불구하고 전기차 이차전지 열폭주 현상은 최근 3년 간 4배로 늘며 공포감이 확산되고 있다. 이차전지는 충전시 배터리에 화학적인 변화가 생긴다.

주행 중에도 액상 상태의 배터리액이 움직이기 때문에 화학적인 변화가 많이 발생하며 이로 인해 화재가 발생하기도 한다. 특히 4개의 소재로 구성된 각각의 셀에서 화재가 발생할 경우 전이 속도가 매우 빨라 3초 이내 폭발하는 상황도 생긴다.

그래핀 코팅재 적용 전, 적용 후 실험

케이비엘러먼트가 개발한 기술은 배터리 내부에 화재 지연 장치를 부착해 배터리 셀과 셀사이의 화염전이를 원천적으로 차단한다. 기존에 열폭주 지연을 위한 기술이 배터리 전체에 화재 지연 장치를 부착해 이미 발생한 화염을 차단하는 것과 차별화 된다.

케이비엘러머트 배경정 대표는 "우리가 개발한 비산화그래핀이 2차전지 열폭주 현상을 해결하고 나아가 배터리 전체 시장에 확산되면 그래핀이 상용화 되는 중요한 시점이 될 것"이라며 " 최대한 빠른 시일 내에 이 기술이 이차전지에 적용돼 전세계 배터리 시장이 안고 있는 열폭주 현상이 해결되기를 바란다"고 말했다.

이어 "비산화 그래핀은 같은 기능을 가진 타 탄소소재와 비교해 상대적으로 낮은 비용과 적은 환경오염 가능성으로 배터리의 가격 경쟁력을 떨어뜨리지 않는 소재"라며 "이번 연구를 통해 그래핀은 배터리의 안정성과 경제성을 동시에 충족시킬 수 있는 소재로 평가받고 있다"고 덧붙였다.

한편 배 대표는 그래핀 상용화에 기여한 바를 인정받아 11월 30일 2023나노융합성과전에서 국무총리상을 수상한다.

[e-mail] 김병덕 기자