[베이징=뉴스핌] 조용성 특파원 = 중국의 연구진이 나트륨 배터리의 화재를 원천적으로 차단하는 전해질을 개발해 냈다.

중국과학원 물리연구소의 후융성(胡勇勝) 연구팀이 배터리 안전 분야에서 획기적인 연구 성과를 발표했다고 중국 관영 신화사가 7일 전했다. 해당 연구 성과는 6일 국제 학술지인 '네이처 에너지'에 등재됐다.

연구진은 자가 보호 기능을 갖춘 가소성 비연소 전해질(PNE)을 개발했다고 밝혔다. 개발된 전해질은 세계 최초로 나트륨이온 배터리에서 열폭주를 완전히 차단하는 데 성공한 사례로 평가됐다. 연구진은 열 안정성, 계면 안정성, 물리적 차단을 결합한 '3중 안전 방어 체계'를 구축했다.

배터리 온도가 150℃ 이상으로 상승할 경우 해당 전해질은 액체 상태에서 고체 상태로 전환되며 내부에 차단막을 형성해 화재를 원천적으로 방지한다.

배터리의 정상 온도는 20~40℃이며, 150℃를 넘게 되면 열폭주 현상이 발생하면서 배터리 화재로 이어진다. 150℃는 열폭주 직전 단계의 온도이며, 배터리 온도가 이 정도가 되면 배터리는 이미 고장난 상태가 된다.

연구진이 개발한 전해질은 열폭주 가능성을 원천적으로 차단한다. 안전성은 대폭 향상됐지만 배터리의 성능 저하는 발생하지 않았다. 해당 배터리는 영하 40도에서 영상 60도까지의 넓은 온도 범위에서 안정적으로 작동하며, 4.3V 이상의 고전압에서도 안정성을 유지한다. 또한 사용된 소재 역시 대부분 이미 산업화된 재료로, 상용화 가능성이 높은 것으로 평가된다.

나트륨 배터리는 리튬 배터리에 비해 제조 원가가 저렴하다는 것이 가장 큰 강점이다. 하지만 안정성이 낮고 에너지 저장 효율도 낮다는 단점이 있다. 연구진의 이번 전해질 개발로 인해 나트륨 배터리의 안정성 문제는 해소될 것으로 전망된다.

매체는 "이번 전해질 개발은 나트륨 배터리가 전기차, 대형 트럭, 대규모 에너지 저장 시스템 등 다양한 분야에서의 상용화를 앞당길 수 있는 중요한 계기가 될 것"이라고 평가했다.

ys1744@newspim.com