중국과학원, 열폭주 차단 '자체 방화벽' 나트륨 배터리 소재 개발…전기차 안전성 도전

전기차 안전성의 최대 난제인 '열폭주'를 발생 단계에서 차단할 수 있는 차세대 배터리 소재가 등장했다. 중국과학원 연구진이 배터리 내부 온도가 급격히 상승하면 스스로 고체 '방화벽'을 형성해 화재와 폭발로 이어지는 열폭주 현상을 원천 차단하는 나트륨 이온 배터리 소재를 개발했다. 이 기술은 배터리 안전성의 패러다임을 바꿀 수 있는 핵심 돌파구로 주목받고 있다.

연구팀이 개발한 것은 '중합성 비인화성 전해질(PNE)'이다. 이 소재는 약 150도를 초과하는 임계 온도에 도달하면 액체 상태에서 밀도 높은 고체로 변환된다. 이 변환 과정에서 배터리 내부에 물리적 차단벽이 형성되어, 과열된 부품 사이의 열 이동을 차단한다. 이를 통해 열폭주의 전형적인 진행 경로인 가스 방출과 폭발 단계로 진행되는 것을 초기 단계에서 차단하는 메커니즘이다.

이번 소재 개발은 글로벌 전기차 산업이 직면한 가장 근본적인 안전 리스크에 대한 직접적인 기술적 대응이다. 기존 리튬이온 배터리의 화재 위험은 시장 확대의 주요 걸림돌로 작용해 왔다. 나트륨 이온 배터리는 리튬 대비 원재료 가격과 공급 안정성에서 장점을 지녔으나, 안전성 문제는 여전히 과제였다. 중국과학원의 이번 성과는 나트륨 배터리의 상용화 경로를 가속화하고, 전기차 및 에너지 저장 장치(ESS) 시장 전체의 안전 기준을 재편할 수 있는 가능성을 열었다.