배터리 화재확산 방지하는 패키징, 함체 기술 해외서도 주목

[전기신문 유희덕 기자] 배터리 전문기업 인셀(대표 정창권)이 배터리 셀에서 발생하는 화재를 예방하는 기술과 화재 확산 방지를 위한 배터리 함체 구조 설계 등 2건의 배터리 화재 예방기술에 대해 특허를 취득했다. 인셀은 이번에 특허를 받은 기술을 기반으로 북미시장 진출도 추진할 계획이다.

배터리는 ESS, 전기차의 핵심 부품이지만 최근 잇따른 화재로 인해 안전성에 대한 대책 마련이 지속적으로 제기됐다. 이번에 등록된 특허는 배터리 모듈 내 셀 간 연쇄 발화 방지를 위한 배터리 패키징 기술과 화재 확산 방지를 위한 배터리 함체(사진) 구조 설계다.

연쇄 발화를 방지하는 패키징 기술은 여러 개의 셀을 하나의 집합구조로 형성하는 셀 홀더와 집전판의 안전성을 높여 열 폭주 시 발생하는 열적전기적 충격으로부터 주변 셀들을 보호해 연쇄 발화 현상을 방지할 수 있게했다. 또 화재 확산 방지 관련 함체 특허 기술은 특수 설계된 함체 배기관과 공기 인입구를 통해 함체 내부로 유입된 공기를 균일하게 순환시켜 함체 내 적층 된 모듈 간 온도 차이를 최소화시킨 것이 특징이다. 함체 내부 배터리 화재 사고 시 발생하는 인화성 가스를 외부로 배출하도록 유도하고, 화재 발생 시 화염이 외부로 빠져나가는 것을 막아 화재 확산도 방지할 수 있다.

인셀 관계자는 “ESS최근 2~3년간 지속적으로 화재가 발생한 ESS를 보면 여러 개의 배터리팩이 설치돼 작동되는 과정에서 다수의 셀로 구성돼있는 배터리팩에서 셀 하나에서 열폭주가 발생해 주변 셀로 전이될 경우 연쇄적으로 발화돼 결국 ESS 화재로 이어졌다”며 “이번에 특허를 받은 것은 셀 하나에 열폭주가 발생하더라도 주변 셀로 전이가 되지 않도록 설계했다”고 설명했다.

배터리의 화재 예방 및 확산 방지가 중요해 지면서 해외규격인증 취득 시 진행되는 시험 항목도 강화되는 추세다. 특히 북미시장 진출시 필수적으로 요구되고 있는 배터리 관련 인증인 UL1973의 경우 내부 화재 시험 항목을 별도로 만들어 배터리 안전성을 평가하고 있다. 시험 통과 기준도 매우 까다롭다.

인셀은 지난해 UL1973 인증시험에서 셀 간 연쇄발화 현상이 발생하지 않는 기술을 적용해 UL1973 인증을 취득했다. 인셀은 해당 안전 설계 특허 기술을 기반으로 미국 소방인증 기준에 맞춘 올인원 ESS 함체를 제작해 현재 미국 현지 업체와 ESS 수출 계약을 논의하고 있다.