화학뉴스

LG화학(대표 박진수)는 배터리의 안전성 향상을 위한 첨가제 사용이 요구되고 있다.
LG화학은 2016년 10월30일 GS이엠의 양극재 사업을 인수하며 수직계열화를 구축해 배터리 경쟁력을 강화하는 것을 목표로 하고 있다.
배터리는 스마트폰 및 전기자동차(EV), 항공기 등에서 LiB(Lithium-ion Battery) 관련 사고로 소재에 대한 높은 신뢰성이 요구되고 있다.
타이완의 ITRI는 스마트폰 및 전기자동차(EV), 항공기 등에서 LiB 관련 사고가 잇따르고 있는 가운데 발화 및 폭발사고를 방지하고 배터리 수명을 대폭 늘릴 수 있는 첨가제를 개발했다.
2006년 LiB의 열폭주 억제 첨가제 「STOBA」를 개발한 이후 1만3000대의 전기스쿠터에 투입했으나 정극재에 혼합해 사용하기 때문에 노하우가 필요하며 전극 저항을 높이고 열화한다는 해결과제가 있었다.
ITRI은 STOBA를 투입한 배터리를 양산하고 있는 타이완기업과 협력해 새로운 유기화합물을 첨가한 3세대 STOBA를 개발함으로써 양극재와의 반응으로 일으키는 전극 열화 및 저항 증가를 억제하고 생산 프로세스 윈도우를 확대했다.
이에 따라 고성능 스마트폰에 탑재돼 폭발사고가 다수 발생한 코발트산 리튬(LCO) 및 미국 EV 메이저가 탑재하는 닛켈‧코발트‧알루미늄(NCA), 일본 EV 메이저가 사용하는 3원계 리튬(NMC) 등 다양한 전극 LiB에 적용할 수 있는 것으로 평가되고 있다.
3세대 STOBA를 4.4볼트 고전압형 LCO 전극 LiB에 적용해 평가시험을 실시한 결과 발연했으나 발화하지는 않았으며 구경 2.5미리미터 바늘을 초당 10미리미터 속도로 찌르는 시험에서도 내부 단락이 일어나지 않은 것으로 알려졌다.
안전성 향상 뿐만 아니라 전극 열화에 따른 저항 증가를 억제함으로써 배터리 수명도 늘릴 수 있어 NCA 전극 LiB는 수명이 70% 가량 개선된 것으로 파악되고 있다.
이에 따라 3세대 STOBA는 더욱 높은 에너지 밀도를 보유한 LiB를 탑재하는 스마트폰 및 친환경 자동차의 배터리 안정성에 크게 기여할 것으로 기대되고 있다.
ITRI는 2017년 안에 LiB 부재 생산기업을 선정해 기술 라이선스를 공여할 예정이다.
초대 STOBA는 Mitsui Chemicals에게 독점 제조‧판매 라이선스를 제공했으며 3세대 라이선스도 기술력이 뛰어난 일본기업에게 제공할 가능성이 높은 것으로 알려졌다.
그러나 LG화학 등 국내기업도 ITRI의 STOBA와 같이 LiB 성능 향상에 기여하는 소재를 채용함으로써 배터리의 안정성을 향상시켜야 할 것으로 파악되고 있다. <이하나 기자>