리튬이온 배터리의 급속 충방전 시 발생하는 발열 문제를 해소할 수 있는 냉각 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 비전도성 액체를 배터리팩에 직접 분사하는 방식으로, 기존 완전 액침냉각 대비 냉각액 사용량을 대폭 줄이면서도 안정적인 열 제어가 가능하다는 점에서 전기차·에너지저장장치(ESS) 분야 적용 가능성이 거론된다.

한국기계연구원 탄소중립기계연구소 히트펌프연구센터 김진섭 책임연구원 연구팀은 14일, 리튬이온 배터리팩을 직접 냉각하는 분사형 액침냉각 기술을 개발했다고 밝혔다.

비전도성 냉각액을 배터리팩 표면에 직접 분사해 열을 제거하는 방식으로, 급속 충방전 조건에서도 배터리팩 온도를 안정적으로 유지할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

기존 완전 액침냉각 방식은 배터리팩 전체를 냉각액에 담그는 구조로, 냉각 효과는 높으나 액체 사용량이 많아 무게·비용 부담이 따른다는 단점이 있었다.

이번에 개발된 분사형 방식은 냉각액을 필요한 부위에만 분사하는 구조로, 액체 사용량을 기존 대비 약 85% 줄일 수 있다고 연구팀은 밝혔다.

연구팀은 이 기술이 전기차 배터리팩과 ESS에 적용 가능하다고 밝혔다.

급속 충전 환경에서 배터리 온도 상승을 억제해 화재 위험을 낮추는 동시에, 냉각 시스템의 소형화·경량화에도 기여할 수 있다는 설명이다.

김진섭 책임연구원은 “분사형 액침냉각은 냉각 효율과 액체 사용 효율을 동시에 높일 수 있는 방식”이라며 “배터리 열 관리 기술의 실용화 가능성을 높였다”고 말했다.