전기차 배터리 열폭주 방지 기술과 관련 기업 및 4종목 정리

전기차 배터리의 안정성 문제는 전기차 산업의 발전과 함께 중요한 이슈로 부각되고 있습니다. 특히 배터리 열폭주는 배터리 내부 온도가 급격히 상승하면서 발생하는 위험한 현상으로, 이를 방지하기 위한 기술 개발이 매우 중요합니다. 전기차 배터리 열폭주의 원인, 방지 기술, 그리고 관련 기업들의 분석 및 주가 전망에 대해 알아보겠습니다.

배터리 열폭주의 원인

배터리 열폭주는 여러 원인으로 발생할 수 있으며, 이는 전기차의 안전성에 직결됩니다.

첫 번째 원인은 내부 단락(Short Circuit)입니다. 배터리 셀 내부에서 전류가 비정상적으로 흐르게 되면, 전류의 급격한 증가로 인해 온도가 급상승하여 열폭주가 발생할 수 있습니다. 내부 단락은 설계 결함, 제조 공정 중 발생한 불순물, 또는 기계적 손상으로 인한 배터리 손상 등 다양한 요인으로 발생할 수 있습니다.

두 번째는 과충전(Overcharging)입니다. 배터리를 과도하게 충전하게 되면, 배터리 내부의 전해질이 불안정해지고, 이로 인해 내부 압력이 상승합니다. 이는 결국 배터리 셀의 손상을 초래하고, 심각한 경우 열폭주로 이어질 수 있습니다.

세 번째는 기계적 손상입니다. 배터리가 외부 충격을 받아 물리적으로 손상되면 내부 단락이 발생할 수 있으며, 이는 열폭주를 유발할 수 있습니다.

또한, 고온 환경(High Temperature Environment)에 노출된 배터리는 내부 화학 반응이 촉진되면서 열폭주의 위험이 높아집니다. 배터리의 화학적 안정성이 깨지면 화학적 불안정성(Chemical Instability)이 증가하여 열폭주를 유발할 수 있습니다.

최근 연구에 따르면, 배터리 내부에서 발생하는 ‘자가증폭루프(Self-Amplifying Loop)‘가 열폭주의 주요 원인 중 하나로 밝혀졌습니다. 이 루프는 배터리 내부에서 화학 반응을 계속 증폭시키며 온도를 급격히 상승시키는 역할을 합니다.

열폭주 방지 기술

전기차 배터리의 열폭주를 방지하기 위해 다양한 기업들이 첨단 기술을 개발하고 있습니다.

SK아이이테크놀로지(SKIET)와 LG화학은 배터리의 안정성을 높이기 위해 고내열, 고강도 세라믹코팅분리막(CCS) 기술을 개발했습니다. 이 기술은 배터리 셀 내부에서 단락이 발생하는 것을 방지하고, 만약 단락이 발생하더라도 열폭주로 이어지지 않도록 억제하는 역할을 합니다. 이 분리막은 고온에서도 견딜 수 있는 특수한 세라믹 소재로 코팅되어 있어, 배터리의 전반적인 안정성을 크게 향상시킵니다.

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삼성SDI는 배터리 셀 내부에서 발생하는 고온 가스를 배출하는 가스 배출 장치를 개발했습니다. 이 시스템은 배터리 셀 내부 압력을 효과적으로 낮추어 열폭주를 방지하는 데 중요한 역할을 합니다. 이 외에도 삼성SDI는 높은 전류가 흐를 경우 회로를 차단하는 전류 차단 장치를 배터리에 탑재하여 안정성을 더욱 강화하고 있습니다.

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롯데케미칼은 전기차 배터리의 열폭주를 지연시킬 수 있는 고강성 난연 플라스틱 소재를 개발했습니다. 이 소재는 배터리 팩의 외부 케이스나 내부 구조물에 사용되어 열폭주 발생 시 피해를 최소화하는 데 기여합니다.

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아이엠은 배터리 셀 내부에서 발생하는 열을 효율적으로 분산시키는 복합동박을 상용화하고 있습니다. 이 소재는 배터리 셀의 온도를 균등하게 유지하여 열폭주를 방지하는 데 중요한 역할을 합니다.

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월코(WiLCO)는 전기차 배터리팩의 열폭주를 지연시키는 복합체 시트를 개발했습니다. 이 시트는 1200℃ 이상의 화염에서 60분 이상 견딜 수 있는 강한 내열성을 자랑하며, 배터리 화재 발생 시 초기 대응 시간을 확보하는 데 중요한 역할을 합니다.

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