배터리의 안전성을 높이는 No-TP 기술,삼성SDI
배터리의 안전성을 높이는 No-TP 기술
2025.02.18
> 리튬이온 배터리의 가장 중요한 것은 열 관리
> 독자적인 열전파 성능 예측 프로그램(Thermal Propagation calculator, TPc)
> 삼성SDI의 각형 배터리 역시 열전파를 효과적으로 차단하여 높은 안전성에 기여한다.
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> 리튬이온 배터리의 가장 중요한 것은 열 관리
> 독자적인 열전파 성능 예측 프로그램(Thermal Propagation calculator, TPc)
> 삼성SDI의 각형 배터리 역시 열전파를 효과적으로 차단하여 높은 안전성에 기여한다.
리튬이온 배터리의 품질 기술력 확보를 위해 가장 중요한 것은 열 관리다. 외부 충격에 의해 셀이 손상되는 등 이상 조건에 노출될 경우, 배터리 내부 압력과 온도가 급격히 상승하며 인접한 셀에 열이 전파될 수 있기 때문이다. 이를 차단하는 기술은 전기자동차의 안전성 확보를 위한 중요한 요소로 주목받고 있다. 주행거리와 성능 향상을 위해 배터리 셀의 개수, 용량과 에너지 밀도가 증가하여 열전파의 파급력이 이전보다 커졌기 때문이다.
삼성SDI는 최근 No-TP(No Thermal Propagation) 기술을 개발해 상품화 적용 검토를 완료했다. No-TP는 셀과 모듈, 팩 내 열전파를 방지하기 위한 종합 기술이다. 삼성SDI의 No-TP 기술이 적용된 차량은 특정 셀에 문제가 발생하더라도 해당 셀 혹은 모듈만 교체하면 되기 때문에 배터리의 사용성을 극대화할 수 있다. 또한 화재가 차량 전체, 주변 차량 및 건물로 확대되는 것을 방지하여 사회적 비용 측면에서도 효율적이다.
이를 가능케 한 것은 삼성SDI만의 독자적인 열전파 성능 예측 프로그램(Thermal Propagation calculator, TPc)이다. 해당 프로그램은 열전파와 관련된 주요 항목들을 정의하고 수치화하여 특정 셀에 이상이 발생했을 때 인접한 셀이 받는 영향을 측정한다. 제품 기획 단계에서부터 열전파 특성을 예측할 수 있는 것이다. 이를 통해 열전파를 방지하는 최적의 구조 설계가 가능하다. 삼성SDI의 No-TP 기술은 셀 생산뿐만 아니라 모듈 및 팩 부품 조립 과정에서의 No-TP 솔루션 제공에도 활용될 수 있다.
실제로 삼성SDI의 최근 제품에는 열전파 성능 예측 프로그램을 활용한 최적의 No-TP 설계가 반영되어 있다. 셀 사이사이에 배치된 단열재가 대표적이다. 이는 프로그램으로 예측한 셀의 총 발열량을 토대로 그에 맞는 안전 소재를 활용한 것이며, 특정 셀의 온도가 상승했을 때 인접 셀로 열이 전달되는 것을 물리적으로 막아준다.
이에 더해, 삼성SDI의 각형 배터리가 가진 구조적 특징 역시 열전파를 효과적으로 차단하여 높은 안전성에 기여한다. 먼저 극판에는 기재가 차곡차곡 쌓여 있는 스태킹 공법이 적용되어 있는데, 이를 통해 셀 내부의 압력을 상대적으로 낮출 수 있다. 기재 사이의 미세한 틈이 있어 내부에 가스가 발생하더라도 압력이 동서남북의 4방향으로 분산될 수 있기 때문이다.
삼성SDI의 각형 셀 부품인 벤트(Vent)는 고온의 가스 및 화염이 잘 방출될 수 있도록 하며, 이렇게 방출된 가스는 팩 내부의 빈 공간으로 빠져나간다. 이 공간 역시 단열 처리가 되어있어 빠져나가는 과정에서도 다른 셀에 영향을 주지 않는다.
No-TP 기술과 함께, 삼성SDI는 안전한 고용량 배터리 개발을 위해 지속적으로 노력해 나갈 것이다.
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