[디지털데일리 배태용 기자] 최근 전기차 시장에서는 배터리 화재 사고가 잇따라 발생하면서 배터리 안전성에 대한 우려가 커지고 있습니다. 특히 최근 발생했던 화재 사고들은 모두 파우치형 폼팩터에서 발생하면서 이 폼팩터에 대한 안정성 의문은 더욱 커지는 모습입니다.

파우치형 배터리는 이름에서 알 수 있듯이 플라스틱, 얇은 금속의 말랑한 '봉투' 모양으로 여러 개의 셀(전기 저장 장치)을 작은 주머니 같은 팩 안에 넣어 만든 배터리입니다. 형태의 자유도가 높아 전기차 제조사들이 배터리를 차량에 쉽게 배치할 수 있도록 해준다는 장점이 있습니다.

이 때문에, 경량화도 가능해집니다. 파우치형 자체가 다른 폼팩터에 비해 가벼운 데다 공간 활용도가 높다 보니 경량화가 가능해지는 것입니다. 보통 전기차는 일반 내연기관 차에 비해서 무게가 훨씬 무겁습니다. 연비가 좋아지려면 무게가 가벼워야 하지요. 이 때문에 많은 전기차들이 파우치 폼팩터를 선택, 성능을 끌어올리고 있습니다.

그러나 그만큼 단점도 존재합니다. 가장 큰 문제는 내구성입니다. 얇고 가벼운 형태로 외부를 감싸다 보니, 충격에 약해 배터리 팩 내부에서 팽창 등이 발생할 경우, 손상이 쉽게 일어날 수 있다는 것이지요.

이번 배터리 화재는 파우치 형태에서 오는 구조적인 문제에서 발생한 것으로 추정되고 있습니다. 얇은 특성 탓에 배터리의 음극에 '덴드라이트'(나뭇가지 모양의 결정체 틈새)가 만들어지고, 이 틈이 점점 커지면서 분리막을 훼손해 내부 회로 단락이 일어나 음극과 양극이 직접 맞닿아 화재가 발생한 것이지요.

하지만, 가볍고 자유도가 높다는 아주 명확한 장점 때문에 앞으로도 내구성이 약하다고 해도 채택을 멈추진 않을 것으로 보입니다. 차라리 파우치형 폼팩터를 유지하면서 내구성을 끌어올릴 방법을 강구하기 위해 기업들은 움직이는 모습입니다.

최근에는 배터리 기업들이 이러한 성과를 실질적으로 내고 있어 주목됩니다. 파우치 폼팩터의 장점을 유지하면서 단점을 개선한 '블레이드 배터리'가 주목받고 있습니다.

셀에서 모듈을 거치지 않고 팩으로 가는 '셀 투 팩(Cell to Pack⋅CTP) 방식의 블레이드 배터리는 중국의 전기차 제조사 BYD가 처음으로 개발했습니다. 공개 당시 배터리 안전성 문제를 해결하는 동시에 파우치 셀의 장점을 극대화했다고 강조했죠.

블레이드 배터리는 파우치 셀을 가로로 길게 배치한 독특한 구로조 돼 있습니다. 이 배터리는 여러 개의 셀을 '블레이드'처럼 얇고 길게 만든 후, 이를 배터리 팩 내부에 빽빽하게 채워 넣습니다. 일반적인 배터리 팩이 셀을 직사각형으로 배치하는 것과는 달리, 블레이드 배터리는 셀을 평평하게 만들어 공간 활용도를 극대화하는 것이지요.

이 때문에 충격을 받더라도 셀 간의 물리적 손상이 최소화됩니다. 이는 셀 내부의 분리막이 파손돼 단락이 발생하는 위험을 줄여줍니다. 또한 내부에서 열이 발생할 때, 블레이드 형태가 열을 빠르게 방출, 과열로 인한 위험을 줄입니다.

또한 칼날 형태의 구조는 셀 간의 연결 부위를 최소화해 내부 저항을 줄입니다. 내부 저항이 낮으면 배터리가 발열을 덜 하고, 전력 효율성이 높아지지요. 이러한 점도 폭발이나 화재 위험이 줄어들게 됩니다.

이를 넘어 BYD는 블레이드 배터리를 보호하기 위해 배터리 팩에 강화된 외부 보호 구조를 추가했습니다. 이 보호 구조는 외부 충격으로부터 배터리를 보호해 파손을 예방합니다.

이러한 특성들 덕분에, 블레이드 배터리는 파우치 폼팩터의 장점을 살리면서도 내구성과 안전성을 대폭 개선한 기술로 평가받고 있습니다. BYD의 블레이드 배터리는 실제로 여러 충돌 테스트에서도 우수한 성능을 보여줬으며, 화재 위험을 크게 줄일 수 있는 것으로 입증됐습니다. 이러한 기술 발전 덕분에 전기차의 안전성과 효율성이 함께 향상되고 있습니다.

이러한 기술 발전은 전기차의 안전성과 효율성을 동시에 향상하는 중요한 진전으로 평가됩니다. 블레이드 배터리는 파우치 폼팩터의 장점을 극대화하면서도 기존의 내구성 문제를 성공적으로 해결해, 앞으로 전기차 시장에서 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.