인산철리튬(LiFePO4)과 삼원계 리튬 배터리는 신에너지 자동차 산업에서 일반적으로 사용되는 두 가지 배터리 유형입니다. 이 배터리는 다양한 재료 솔루션을 활용하여 화재 절연 및 열 안전 보호를 강화합니다.
열 폭주 위험:
삼원리 리튬 배터리: 삼원리 리튬 배터리는 화학적 구성과 더 높은 에너지 밀도로 인해 과충전, 과방전 또는 고온과 같은 비정상적인 조건에서 열 폭주 위험이 높습니다. 이로 인해 화재 사고 위험이 높아질 수 있습니다.
LiFePO4 배터리: LiFePO4 배터리는 비교적 안전하며 고온, 과충전 및 과방전에 대한 견고한 내성을 나타냅니다. 결과적으로 LiFePO4 배터리의 경우 화재 방지 및 단열에 대한 수요가 상대적으로 낮습니다.
절연 재료:
삼원리 리튬 배터리: 열 폭주와 관련된 잠재적인 위험을 완화하기 위해 삼원리 리튬 배터리에는 일반적으로 설계 및 제조 과정에서 더 높은 등급의 절연 재료가 필요합니다. 이러한 재료에는 고온 내화 단열재, 단열 테이프, 단열 개스킷 및 유사한 구성 요소가 포함될 수 있습니다.
LiFePO4 배터리: 고유한 안전성과 높은 온도 내성으로 인해 LiFePO4 배터리는 일반적으로 화재 방지 및 단열 요구 사항을 충족하기 위한 표준 절연 재료와 설계가 필요합니다.
LiFePO4 배터리용 화재 방지 및 단열 솔루션:
미세다공성 폴리프로필렌(MPP): 미세다공성 폴리프로필렌은 LiFePO4 배터리의 내화성 및 단열층으로 널리 사용됩니다. 이 소재는 우수한 열적, 전기적 절연 특성을 나타내어 열 손실을 줄이고 배터리의 열 효율을 향상시킵니다. MPP의 주요 속성은 다음과 같습니다.
탁월한 분리 성능: MPP의 미세한 기공 구조는 배터리 모듈 내 양극과 음극을 효과적으로 분리하여 전해질 침투를 방지합니다. 배터리 분리기로 사용할 수 있어 단락 및 전류 누출을 방지하여 배터리 시스템의 안전한 작동을 보장합니다.
세라믹 실리콘 고무: 세라믹 실리콘 고무는 일반적으로 LiFePO4 배터리의 안전 보호 층으로 사용됩니다. 내화성을 더욱 강화하기 위해 세라믹화된 실리콘 고무 위에 유리섬유 층을 적용하는 경우가 많습니다. 화재 발생 시 세라믹 실리콘 고무가 단단한 세라믹 블록으로 변해 화재 확산을 방지합니다. 배터리에서 발생하는 고온을 효과적으로 격리하고 견뎌 배터리 시스템을 열 손상으로부터 보호합니다.
실리콘 폼: 유연하고 부드러운 소재인 실리콘 폼은 LiFePO4 배터리 모듈 사이의 간격을 채우는 데 자주 사용됩니다. 우수한 단열 및 완충 효과를 제공하여 열 전달과 진동을 줄이면서 배터리의 열 관리 성능을 향상시킵니다. 실리콘 폼의 주요 특징은 다음과 같습니다.
뛰어난 단열 성능: 실리콘 폼은 열전도율이 낮아 배터리 모듈 내부의 열 전도를 효과적으로 차단하고 열 손실을 최소화합니다. 이를 통해 배터리 시스템의 에너지 효율성이 향상되고 배터리 수명이 연장됩니다.
고온 저항성: 실리콘 폼은 배터리 시스템에 중요한 고온 환경에서 구조적 및 성능 안정성을 유지합니다. 배터리에서 발생하는 고온의 영향을 효과적으로 격리하고 견뎌냅니다.
삼원리튬 배터리용 화재 및 단열 솔루션:
에어로겔(Aerogel): 뛰어난 단열 특성을 지닌 다공성 소재인 에어로겔은 삼원계 리튬 배터리의 단열층으로 널리 사용됩니다. 에어로겔의 주요 특징은 다음과 같습니다.
낮은 열전도율: 에어로젤은 열전도율이 매우 낮아 배터리 내부의 열전도를 효과적으로 차단하고 열 손실을 최소화합니다. 이를 통해 배터리의 열 관리가 향상되고 과열 위험이 완화됩니다.
높은 다공성: 에어로겔의 고도로 열린 기공 구조는 더 넓은 표면적을 제공하여 절연성을 강화하고 배터리 내부 구성 요소 사이의 열 전달 및 전류 누출을 방지합니다. 이는 배터리 안전성 향상에 기여합니다.
가볍고 유연함: 에어로젤은 가볍고 무게를 많이 추가하지 않고도 다양한 배터리 모듈 모양과 크기에 맞게 성형할 수 있습니다.
운모 보드: 우수한 내열성으로 알려진 운모 보드는 삼원계 리튬 배터리 모듈 또는 셀 사이의 단열 개스킷으로 자주 사용됩니다. 이는 열 전달을 방지하고 단락 위험을 줄여줍니다. 운모 보드의 주요 특성은 다음과 같습니다.
우수한 단열 특성: 운모 시트는 뛰어난 단열 성능을 나타냅니다.
고온 저항: 운모 보드는 고온 환경에서 안정성을 유지하여 작동 중 고온을 생성하는 신에너지 자동차 배터리의 내구성을 보장합니다. 운모 보드는 배터리 모듈 내부의 높은 온도를 견디며 주변 구성 요소를 열 관련 손상으로부터 보호합니다.
결론적으로, 인산철리튬 배터리와 삼원계 리튬 배터리는 화재 방지 및 단열 안전 조치를 위해 서로 다른 재료 솔루션을 사용합니다. LiFePO4 배터리는 종종 미세다공성 폴리프로필렌 소재를 사용합니다.
