'車화재' 원천차단, 삼성SDI 차세대 배터리에 신소재 적용
'車화재' 원천차단, 삼성SDI 차세대 배터리에 신소재 적용
  • 이수환 기자
  • 승인 2020.11.30 17:15
  • 댓글 0
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200℃ 고열 버티는 분리막 적용
헝가리 공장서 양산 계획
삼성SDI 배터리가 적용된 BMW 전기차 이미지

삼성SDI가 헝가리 괴드 전기차(EV) 배터리 공장서 만들 차세대 배터리에 고성능 분리막을 도입한다. 기존 배터리 대비 내열(열에 버티는) 성능을 30% 이상 높인 것이 특징이다. 최근 현대자동차 코나EV 화재 원인으로 분리막이 지목되는 가운데 배터리 안정성을 높여 고객사 확보에 나서려는 움직임으로 풀이된다.

30일 업계에 따르면 삼성SDI는 내년 헝가리 괴드 공장서 생산할 차세대 배터리 '젠5(Gen5)'에 200℃까지 버틸 수 있는 신형 리튬이온 배터리 분리막(LiBS) 도입을 검토 중이다. 기존에는 150℃가 한계였다. 신형 배터리의 구체적인 양산 일정은 전해지지 않았다. 기술 개발 상황에 따라 내년 연말 생산이 가능할 전망이다.

신형 배터리는 분리막 표면을 알루미나 등 세라믹 소재로 코팅하면서 바인더(접착제)까지 동시에 뿌려준다. 이 기술을 MCS(Multi-layer Coated Separator)라 부른다. 분리막 내구성을 강화해 높은 온도에서 손상이 되지 않도록 하는 원리다. 분리막 내열성이 좋아지면 배터리가 버틸 수 있는 온도가 상승해 쉽게 불이 나지 않는다. 외부 충격, 불순물, 과전류 등이 흐르면 배터리 온도가 높아진다.

해당 분리막은 더블유스코프가 공급할 가능성이 높다. 이 회사는 200℃ 이상의 온도에서도 버틸 수 있는 고내열성 분리막 개발과 동시에 지난해 삼성SDI 중국 시안 공장 대상으로 첫 거래를 시작한 바 있다. 그동안 삼성SDI 전기차 배터리 분리막은 아사히카세이와 도레이가 나눠서 공급했다.

삼성SDI는 고내열성 분리막 성능을 한 차례 더 높일 계획이다. 오는 2023년 250℃까지 버틸 수 있는 분리막을 젠6(Gen6) 배터리에 적용할 것으로 전해졌다.

젠5 배터리는 니켈 함유량 80% 이상의 하이니켈 양극재인 니켈·코발트·알루미늄(NCA)과 양극재, 음극재, 분리막 등 배터리 소재를 계단처럼 층층히 쌓는 스태킹(Stacking) 공법이 처음 쓰인다. 에너지 밀도 상승, 원가절감, 생산성 확대가 모두 가능한 제품이다.

분리막은 얇은 필름 형태의 소재다. 양극재, 음극재, 전해액과 함께 배터리 4대 핵심소재로 꼽힌다. 원가에서 20% 내외 비중을 차지한다. 양극과 음극 사이에 위치하면서 작은 구멍으로 리튬이온만 통과시켜 전류를 발생시킨다.


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