[공학저널 김하늬 기자] ESG 경영과 기후변화에 따른 탄소감축 정책을 기반으로 신재생에너지에 대한 세계적인 관심은 매우 뜨겁다. 그리고 이러한 신재생에너지를 안전하게 저장해 사용할 수 있는 ESS를 중심으로 각국의 기술과 지원 제도 또한 대두되고 있다.
현재 국내에서는 배터리 안전성을 획기적으로 개선하고 기존의 에너지 밀도를 높이기 위한 전고체 배터리의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 이를 바탕으로 배터리의 열관리를 접목해 안전하고 편리한 ESS 개발에 힘쓰고 있는 상황이다.
국내에서 배터리팩 기술을 보유하고 있는 기업들 중 ㈜이트라이언은 일반적으로 사용하고 있는 단층 방식의 배터리팩에서 벗어나 적층 방식의 배터리팩 제작 기술을 보유한 기업으로 잘 알려져 있다.
지난해부터 2차전지를 활용한 배터리팩을 설계하면서, 외부 열원에 의한 열폭주 방지 및 연소 시험에 따른 배터리팩 폭발 방지 기술도 함께 연구 개발 중이다.
이트라이언은 현재 다년간 축적된 열폭주 시험 노하우를 바탕으로 연구소, 배터리팩 제조기업 등의 의뢰를 받아 열폭주 시험을 진행하고 있다.
배터리 열폭주 시험은 배터리가 일정 조건에 도달해 내부 분리막이 손상되면서 배터리의 폭파, 발화, 누액 등이 발생하는데 이때 근처에 인접한 배터리 셀들이 영향을 받아 열폭주 현상이 전이되는 것을 확인 하는 시험이다. 열폭주 시험은 배터리가 폭발하면서 다량의 불과 연기, 파편 등이 발생하기 때문에 일반적인 기업이나 연구소에서도 노하우나 시험관련 기술이 없으면 쉽게 진행하기 어려운 시험으로 꼽힌다.
지난 2016년 설립된 이트라이언은 한국에너지기술연구원 특허 이전 출자로 연구소 기업으로 등록됐으며, 에너지기술연구원 EMS 연구실과 배터리팩의 제작·관리에 있어 고효율 및 최적의 열관리를 통한 배터리의 SOH 관리 기술 이전과 지도를 통해 협업을 진행해 왔다.
현재 연구원으로부터 이전받은 ‘마그네슘 히트싱크를 적용한 장수명 고효율 배터리팩 제작 및 BMS 기술’의 사업화에 성공해 카라반 등에 장착되는 서비스 배터리팩을 생산·납품하고 있으며, 자동차 OEM 시장에서 사용하고 있는 PEMS 장비와 AGV 장비의 구동 배터리 또한 생산 및 납품을 진행 중이다.
이를 바탕으로 지난해부터 이트라이언은 사업화에 성공한 배터리팩의 안전에 있어 보다 고도화된 기술 지도와 공동 연구 개발을 통해 화재·열관리에 집중해 연구 개발을 수행하고 있다.
이트라이언 오석중 차장(사진)은 “2차전지와 관련해 배터리팩의 제조방식에 대해 고민하던 중, 한국에너지기술연구원에서 관련 특허를 준비 중임을 알게 됐다”며 “관련 기술에 대한 특허를 이전 받기 위해 특허기술 출자 연구소 기업으로 등록 후 진보된 배터리팩을 개발하기 위해 계속적인 기술지도와 함께 제작된 배터리팩을 평가하는 장비를 활용할 수 있어 많은 도움이 됐다”고 말했다.
향후 이트라이언은 대용량 배터리팩을 이용한 농막주택, AGV 배터리팩 , 카라반과 모터홈, 상용차 보조 배터리, 전기 이륜차 급속 충전기 개발, ESS 배터리팩 등 친환경 에너지를 지향하는 시대의 흐름에 맞춰 지속적인 사업 확장을 추구할 계획이다.
이를 위해 현재 에너지기술연구원의 지원을 받아 전기이륜차의 구동축전지 안전성 시험을 수행하고 있으며, 이에 따른 시험 장치를 직접 설계·제작하면서 시험에 대한 규격과 안전성 확보, 향후 제조될 배터리팩의 열관리 관련 기술 확보와 더불어 특허를 출현할 예정이다.
오 차장은 “2차전지를 활용한 배터리팩을 개발해 제조하는 기업으로서 ESS는 가장 큰 목표 시장이며, 앞으로도 더 진화할 기술 분야라고 생각하기 때문에 배터리팩의 열폭주 현상 등을 방지할 수 있는 기술이 접목된 소형 배터리팩을 하나의 단위 모듈로 사용하는 ESS로의 개발할 예정”이라며 “이를 위해 자동소화장치가 부착된 배터리팩을 개발하고 소형 단위의 액침식 배터리팩 모듈을 제작해 시중에 소개하고, 현재 이러한 기술을 토대로 단위 모듈을 만들어 소형 ESS를 개발하고 있다”고 전했다.
그는 이어 “기업들이 적극적으로 ESS를 사용할 수 있도록 국가 정책적으로 ESS 사용을 장려할 필요성이 있다고 본다. 또한 ESS 설비의 설치와 관리 측면에서도 안전성을 보장할 수 있도록 관련 표준과 제도 지원 등 방안이 마련돼야 할 것”이라며 “‘ESS=배터리=위험하다’라는 부정적인 인식을 줄이고, ‘ESS=신재생에너지=안전하다=비용절감’이라는 새로운 인식이 자리 잡을 수 있도록 기술 개발에 더욱 힘쓸 예정”이라고 덧붙였다.
