제목 | [제24주차 IR52 장영실상] LG화학 / 전기차 배터리 모듈용 방열접착제 |
---|---|
등록일 | 2019-06-11 |
내용 |
△강양구 팀장, 양세우 상무, 김현석 팀장 LG화학이 개발한 `전기자동차 배터리 모듈용 방열접착제(배터리 방열접착제)`가 2019년 24주 차 IR52 장영실상을 수상했다. 배터리 방열접착제는 전기자동차 배터리 모듈을 연결하는 소재로 배터리 셀(리튬이온 배터리 기본 단위)에서 발생하는 열을 외부로 방출시키는 한편 외부 충격과 진동으로부터 배터리 셀을 고정시키는 역할을 한다. 전기차 배터리를 생산하려면 배터리 셀을 묶어 모듈을 만들고, 모듈을 여러 개 묶어 배터리 팩을 만들어야 한다. 기존 전기차에 들어가는 배터리 모듈은 셀에서 발생하는 열을 방출하고 동시에 셀을 고정하기 위해 금속 냉각핀을 사용했다. 하지만 냉각핀을 사용하려면 그만큼 공간이 필요했고 때문에 배터리 사이즈가 커지는 비효율이 불가피했다. 이런 문제를 없애기 위해 실리콘 타입의 방열 소재도 사용된다. 하지만 실리콘 타입의 경우, 냉각 성능은 우수하지만 내충격성과 내진동성에서 약점을 보였다. 접착력이 충분치 않아 주행 중 발생하는 진동으로 셀과 모듈이 흔들릴 수밖에 없기 때문이다. 이 같은 한계를 극복하기 위해 LG화학 연구진은 열전도도와 접착력을 모두 갖춘 우레탄 방열접착제 개발을 시작했다. 2015년 1월 개발을 시작해 2017년 개발을 완료한 뒤 2018년 4월부터 실제 적용에 들어간 배터리 방열접착제는 기존 실리콘 기반 접착제 대비 접착력은 10배 이상 높고 기계적 강도는 20배 가까이 뛰어나다. 셀을 덮고 있는 알루미늄 파우치와 잘 붙는 점도 장점이다. 강양구 LG화학 책임연구원은 "실리콘 소재는 알루미늄 파우치와 붙지 않아 접착을 위해 또 다른 재료로 셀을 덮어야만 했다"며 "추가 재료가 필요 없는 만큼 배터리 경량화, 구조 단순화가 가능해졌다"고 설명했다. 기존 금속핀 고정 방식과 비교했을 때도 LG화학이 개발한 방열접착제는 큰 장점을 갖고 있다. 강 책임연구원은 "금속핀으로 모듈을 고정시킬 때 필요한 공간을 제거할 수 있어 동일 부피에 더 많은 셀을 넣는 것이 가능해 고용량·고출력을 이룰 수 있게 됐다"며 "배터리 구조 단순화로 인한 경량화 효과도 얻었다"고 설명했다. 현재는 LG화학에서 제작한 배터리 모듈용에만 제품을 공급하고 있는데 앞으로 유럽, 미국, 중국 등의 글로벌 전기차 배터리 모듈 업체에도 공급할 계획이다. |