폭스바겐이 선택한 ‘각형’ 배터리가 안전한 이유

삼성SDI 배터리 가스배출장치.(삼성SDI 제공)© 뉴스1

폭스바겐이 2030년까지 자사 전기차의 80%에 각형 통합 배터리셀을 공급하겠다고 밝히면서 각형 배터리의 장점에 이목이 집중되고 있다.

현재 국내 배터리 제조사 중 각형을 주력으로 생산하는 업체는 삼성SDI다. LG에너지솔루션과 SK이노베이션은 파우치형이 주력 생산품이다. 해외 업체 중 각형 배터리를 주력으로 생산하는 업체는 중국 CATL, 스웨덴 노스볼트 등이 꼽힌다.

27일 업계에 따르면 각형 배터리는 말 그대로 네모난 각형으로 생긴 배터리로, 파우치형이나 원통형에 비해 구조적으로 안전성이 높다. 여러개의 배터리 셀을 모아 만드는 모듈과 팩 구성도 타 형태 배터리에 비해 용이하다는 장점이 있다.

삼성SDI에 따르면 각형 배터리는 가스배출장치, 과충전 방지 장치, 단락 차단 장치, 특수 소화시스템이 장착돼 있어 타 배터리에 비해 안전성이 높다.

가스배출장치(VENT)는 각형 배터리 위에 위치한 작은 구멍이다. 평상시에는 닫혀 있다가 이상 상황이 발생하면 열린다. 이 구멍을 통해 단락 발생시 나오는 가스가 배출된다. 가스가 배출되지 않으면 배터리는 폭발 가능성이 높아진다. VENT는 효과적으로 압력을 콘트롤하고, 설계된 방향으로 가스를 배출해 큰 화재를 방지하는 안전장치다.

과충전 방지 장치(OSD)는 배터리 이상 상황 발생시 배터리 외부와 내부 간 연결돼 있던 에너지 흐름을 단절하는 장치다. 내부에 압력이 차면 OSD가 올라와 내부와 외부의 회로를 격리시킨다. 마치 건물에 설치된 방화벽과 같은 역할을 하는 것이다.

단락 차단장치(FUSE)는 집에 있는 두꺼비집과 유사한데 특정 전류가 흐르게 되면 회로를 끊어버리는 기능을 수행한다.

특수 소화 시스템은 특수 소재로 제작돼 열과 충격에 강한 CAN과 첨단 약품을 활용한 장치다. 이 시스템은 특정 배터리에서 화재가 발생해도 바로 소화시키고 셀 간 화재가 확산되는 것을 방지한다. 팩·모듈·배터리에 모두 적용돼 있다.

한편 삼성SDI는 자사의 각형 배터리 구조를 기존 젤리롤 방식에서 스택으로 변경해 공간 활용률을 높인 Gen.5 배터리 개발에 성공했다. 이 배터리는 기존 배터리 보다 에너지 밀도가 20% 높고, 원가는 20% 낮춘 혁신 배터리다. Gen.5 배터리는 올해 하반기 양산할 예정이다.

(서울=뉴스1)