화학뉴스

한국전기연구원(KERI)이 LiB(리튬이온전지)의 화재 가능성 예측기술을 개발했다.
KERI 하윤철 차세대전지연구센터 박사와 이용민 대구경북과학기술원 교수가 공동으로 참여한 전기자동차(EV)용 LiB에 대한 수명 및 발열 특성 분석기술 연구가 전기·전자공학 분야 국제 저명 학술지인 저널 오브 파워소스(Journal of Power Sources) 5월호에 게재됐다.
LiB는 스마트폰을 비롯해 전기자동차, ESS(에너지저장장치) 등 다양한 산업에 투입되나 사용건수에 비례해 화재·폭발 위험성이 높아지면서 국내외 다수의 전문가가 사고 예방을 위해 노력하고 있다.
KERI 연구팀은 LiB를 안전하게 사용하기 위해 열 관리가 중요하다고 보고 장기 충·방전 과정이 수명과 발열에 미치는 영향에 주목했다.
LiB 가운데 가장 많이 생산되는 원통형 전지(2.85Ah)를 대상으로 다양한 충·방전 조건에서 1000회 이상 실험해 얻은 170만여건의 시계열 데이터를 분석한 결과 장기 충·방전이 수명을 떨어트리고 발열을 높일 수 있다는 경험적 추측을 통계적으로 확인할 수 있었다.
충·방전 속도가 배터리 수명과 발열 특성에 미치는 영향을 통계학적으로 정확하게 분석한 것은 기존 연구와 다른 점으로 파악되고 있다.
연구팀은 더 나아가 데이터를 시각화하고 통계 처리할 수 있는 파이선(Python) 프로그램을 자체 개발해 배터리의 장기 성능 분석에도 성공했다.
상용 소프트웨어 프로그램과 연계해 시뮬레이션까지 할 수 있는 기반을 마련함으로써 배터리 사고 예측 데이터를 도출할 수 있을 것으로 기대된다.
KERI는 연구 성과가 스마트폰 뿐만 아니라 수백-수천개의 배터리를 밀집해 사용하는 전기자동차나 ESS의 안전성을 크게 높일 수 있을 것으로 예상하고 있다.
하윤철 박사는 “경험적 추측에서 벗어나 통계 분석 및 전산 해석기법을 통해 문제의 원인을 과학적으로 밝혀냈다는 의의가 있다”며 “꾸준한 연구를 통해 다양한 형태의 배터리를 안정적으로 운용하는데 도움을 줄 수 있는 기술 개발에 매진하겠다”고 강조했다. (K)