[데일리한국 신지하 기자] 전기차의 판매가 늘면서 전기차용 배터리의 안전성에 대한 중요성도 커지고 있습니다. 전기차에는 스마트폰 약 4000개 분량인 70kWh 이상의 용량이 들어가 혹시라도 사고가 발생한다면 커다란 인명 및 재산 피해가 발생할 수 있어 배터리의 안전과 품질 수준애 대한 철저한 관리가 요구됩니다.

  • 사진=삼성SDI 제공
23일 삼성SDI에 따르면 현재 리튬이온배터리는 양극, 음극, 전해질, 분리막 등 4개의 구성요소로 이뤄져 있습니다. 양극과 음극 사이에 분리막이 있어 두 극판이 직접적으로 접촉되는 것을 방지합니다. 하지만 배터리가 외부로부터 충격을 받는 사고가 나면 분리막이 손상돼 양극과 음극이 직접 만나 강한 에너지가 발생합니다. 배터리 소재를 아무리 잘 만들어도 외부에서 충격이 가해진다면 배터리의 구조적 안정성이 무너질 수 있습니다.

충돌, 과열, 과충전 등 외부로부터 충격이 가해지면 배터리 내부에서 양극과 음극이 접촉하는 단락이 발생해 화재가 일어날 위험이 높습니다. 배터리 내부에서 단락이 발생하면 온도가 상승하게 되고, 그 열이 확산되면서 배터리, 모듈, 팩으로 전이돼 화재로 이어질 수 있습니다. 따라서 배터리 내부의 양극과 음극이 접촉되지 않도록 하는 것이 중요합니다. 대부분의 배터리 안전성 테스트는 음극과 양극의 접촉 방지에 집중하고 있습니다.

  • 사진=삼성SDI 제공
삼성SDI는 배터리 화재의 위험성 대비 차원에서 생산하는 전기차용 배터리들에 대해 여러가지 극한 상황들을 예측해 10가지의 안전성 평가를 진행하고 있다고 합니다. 이들 테스트 중 압축, 관통, 낙하, 진동, 과충전, 단락, 고열, 열충격 등 안전성 테스트는 전기차 배터리뿐 아니라 소형 배터리에서도 동일하게 진행됩니다. 다만 전기차용 배터리가 소형 배터리보다 용량과 크기가 더 크기 때문에 합격 기준은 더 높다고 합니다.

아울러 전기차용 배터리의 경우는 운행 환경에서 발생할 수 있는 예기치 못한 사고에 대한 테스트가 추가로 진행됩니다. 자동차 사고 시 물리적 충격을 가정한 테스트인 관성과 전복 테스트입니다. 이 테스트들은 자동차가 급정거하는 상황에서 차량에 탑재된 배터리들이 관성에 의해 내부 구성물이 한쪽으로 쏠리거나 자동차가 사고로 전복돼 배터리가 뒤집히거나 회전할 때의 안전성을 검증합니다.

  • 삼성SDI의 안전성 평가동. 사진=삼성SDI 제공
배터리 안전성 테스트들을 원활히 하기 위해 삼성SDI는 배터리 내구성 시험을 위한 '안전성 평가동'을 울산사업장에 갖추고, 극한 조건하에서 전기차와 에너지저장장치(ESS) 등 중대형 배터리의 성능을 테스트하고 있습니다. 1900㎡의 면적 내 배터리 안전성 검사를 위한 여러가지 실험실과 검사 장비들을 갖춰, 전 세계 고객사들이 요구하는 기준에 맞춰 안전성 평가들을 진행하고 있다고 합니다. 특수 콘크리트를 사용해 벽 두께만 40cm에 달하며, TNT 50여개가 동시에 폭발해도 견딜 수 있도록 설계됐습니다.

삼성SDI 측은 "앞으로 더욱 성장이 예상되는 전기차 배터리 시장에서 삼성SDI는 안전제일 경영철학을 바탕으로 최고 품질의 제품을 생산해 시장을 선도해 나가겠다"고 밝혔습니다.

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입력시간 : 2021/06/23 07:00:27 수정시간 : 2021/06/23 07:00:27
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