배터리 열폭주 확산 차단 복합소재 개발 사업 개념도. 부산대 제공

부산대가 불에 닿아도 타지 않고 세라믹으로 전환되는 복합소재 개발에 나서며 차세대 배터리 방호 원천기술 확보가 기대되고 있다.

부산대는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 지원하는 ‘나노·소재기술개발사업(글로벌공급망첨단소재기술개발)’에 선정돼, 배터리 열폭주 확산을 원천 차단하는 차세대 복합소재 개발에 본격 착수한다고 21일 밝혔다. 부산대 이재준(고분자공학과) 교수가 총괄 연구책임을 맡아 한국과학기술연구원(KIST), 중앙대, LX하우시스 등 산·학·연 기관이 공동으로 참여하며 연구기간은 올해 4월부터 2030년 12월까지 약 4년 9개월이다. 총 71억 원 규모의 연구비가 투입된다.

연구팀은 고온 안정성, 기계적 강도, 경량성을 동시에 만족하는 차세대 배터리 안전소재 개발을 추진해, 최종적으로 1500℃ 화염 환경에서 30분 이상 구조 안정성을 유지하고, 화염 반대면 온도를 150℃ 이하로 제어하면서도 400MPa 이상의 인장강도와 초경량 특성을 동시에 확보하는 것을 목표로 하고 있다. 이를 위해 연구팀은 ‘자가-세라믹화 복합소재’라는 새로운 해법을 제시했다. 평상시에는 경량 고분자 복합소재의 장점을 유지하면서도, 초고온 화염에 노출되면 스스로 고내열 세라믹 구조로 전환되는 것이 특징이다.

전기차뿐만 아니라 에너지저장장치(ESS), 도심항공모빌리티(UAM), 철도, 선박, 우주·항공 등 극한 환경에서 고에너지 배터리를 사용하는 다양한 산업에서 활용될 수 있어 차세대 배터리 방호 원천기술을 확보할 수 있을 전망이다.부산대 이재준 교수는 “이번 연구를 통해 초고온 환경에서도 구조 안정성을 유지할 수 있는 자가-세라믹화 복합소재 원천기술을 확보하고, 미래 모빌리티 및 우주항공 분야까지 확장 가능한 글로벌 수준의 플랫폼 기술로 발전시키겠다”고 밝혔다.