리튬 인산철(LFP) 배터리가 다른 유형의 배터리에 비해 안전성이 높은 것으로 평가받고 있으며, 이 배터리를 사용하는 전기차에서의 사고 발생률이 낮다. 파나소닉과 CATL은 전 세계적으로 배터리를 대량으로 공급하고 있음에도 불구하고, 이들 배터리를 사용하는 전기차의 사고율은 상대적으로 낮은 편이다. 다만, 배터리의 안전성은 배터리 자체뿐만 아니라 전기차의 전체적인 설계와 관리 시스템에 의해 크게 좌우되므로, 특정 배터리 제조사가 절대적으로 안전하다고 단정짓기는 어렵다는 전문가들의 의견이다. 

리튬 인산철(LFP) 배터리는 전기차 배터리 기술 중 가장 안전한 것으로 평가받고 있는 이유는 통계적으로 LFP 배터리를 사용하는 전기차는 다른 유형의 리튬이온 배터리를 사용하는 차량에 비해 화재나 폭발 사고가 적게 보고되고 있다.

LFP 배터리는 열 안정성이 뛰어나며, 열폭주(thermal runaway)에 대한 저항력이 강하고 과충전이나 과방전에 잘 견디는 특성을 지니고 있어 안전성이 높다. 대표적으로 CATL이 생산하는 LFP 배터리는 테슬라 모델 3와 모델 Y의 일부 버전에 사용되고 있으며, 이러한 차량에서 심각한 화재 사고가 발생한 사례는 매우 드물다.

또한, 파나소닉의 니켈-코발트-알루미늄(NCA) 배터리도 안전성 면에서 높은 평가를 받고 있다. 이 배터리는 테슬라와의 협업을 통해 수백만 대의 테슬라 전기차에 사용되었으며, 높은 에너지 밀도와 안정성을 특징으로 한다. 특히 테슬라 차량의 배터리 관리 시스템(BMS)과 결합하여 배터리의 안전성을 극대화하고 있다. 파나소닉 배터리가 장착된 테슬라 차량의 경우, 전 세계적으로 판매된 차량 수에 비해 화재 사고율이 매우 낮은 편이다.

CATL은 LFP 배터리 외에도 다양한 화학 조성을 사용한 배터리를 생산하고 있으며, 이들 배터리 역시 높은 안전성과 신뢰성으로 평가받고 있다. CATL의 배터리는 여러 자동차 제조사에서 널리 사용되고 있으며, 이러한 배터리가 장착된 전기차에서 큰 규모의 화재 사고가 보고된 경우는 상대적으로 적다. CATL 배터리의 안정성과 낮은 사고율은 전기차 배터리 시장에서의 신뢰성을 높이는 요인으로 작용하고 있다.

전기차 배터리의 안전성을 향상시키기 위한 다양한 방법이 제시되고 있다. 배터리 설계부터 제조 공정, 관리 시스템, 차량의 전체적인 설계에 이르기까지 여러 측면에서 접근할 수 있는 방안들이다.

먼저, 배터리 관리 시스템(BMS)을 강화하는 것이 중요하다. BMS는 배터리 셀의 충전 상태를 모니터링하고 과충전이나 과방전이 발생하지 않도록 제어하는 역할을 한다. BMS의 알고리즘을 개선하고, 고정밀 센서를 사용해 배터리 상태를 더욱 정확하게 감지하도록 하면 배터리의 안전성을 크게 높일 수 있다.

또한, BMS는 배터리의 온도를 실시간으로 모니터링하며, 과열이 감지되면 충전을 중단하거나 냉각 시스템을 작동시켜 배터리의 온도를 낮추는 역할을 한다. 이러한 열 관리가 잘 이루어지면 열폭주(thermal runaway)와 같은 위험을 예방할 수 있다.

배터리 안전성을 높이기 위해 고급 소재를 사용하는 것도 중요하다. 예를 들어, 기존의 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용하는 고체 배터리는 리튬이온 배터리보다 안전성이 높다.

고체 전해질은 화재 위험이 적고, 에너지 밀도가 높아 전기차의 주행 거리를 늘릴 수 있는 장점이 있다. 또한, 배터리 셀 내부와 팩 구조에 난연성 소재를 사용하는 것도 안전성을 높이는 방법 중 하나다. 난연성 소재는 화재 발생 시 화염 확산을 지연시키거나 억제하는 효과가 있어, 초기 대응 시간을 확보할 수 있다.

▲ 전기차 화재로 전기차 가격이 급락하고 있다.

배터리 팩 설계를 개선하는 것도 중요한 과제다. 배터리 팩을 여러 개의 모듈로 나누어 설계하면, 하나의 모듈에서 문제가 발생하더라도 전체 시스템에 영향을 미치지 않도록 할 수 있다.

이 설계는 화재나 고장이 발생할 경우 손상 범위를 제한하고, 사고의 심각성을 줄이는 데 도움이 된다. 또한, 차량 충돌 시 배터리가 손상되지 않도록 보호하는 설계도 필요하다. 배터리 팩 주변에 충격 흡수 재료를 적용하거나, 충돌 시 배터리를 안전하게 보호할 수 있는 구조를 설계함으로써 외부 충격에 대한 안전성을 향상시킬 수 있다.

냉각 시스템을 개선하는 것도 배터리 안전성을 높이는 중요한 방법 중 하나다. 배터리 팩 내에서 발생하는 열을 효과적으로 관리하기 위해 액체 냉각 시스템을 도입할 수 있다. 액체 냉각은 공기 냉각보다 열전달 효율이 높아, 배터리 셀의 온도를 빠르게 낮출 수 있다.

또한, 배터리의 온도와 운전 조건에 따라 냉각 시스템이 자동으로 조절되는 적응형 냉각 제어 시스템을 적용하면, 배터리의 열관리가 더욱 효율적으로 이루어진다. 이를 통해 배터리의 과열을 예방하고, 안전성을 높일 수 있다.

제조 공정의 품질 관리 강화도 필수적이다. 배터리 제조 과정에서 불량이 발생하지 않도록 엄격한 품질 검사 프로세스를 적용하는 것이 중요하다. 고해상도 X-레이 검사, 전자 현미경 분석 등 첨단 검사 장비를 사용해 배터리 셀 내부의 결함을 조기에 발견하고, 결함이 있는 제품이 출하되지 않도록 할 수 있다.

또한, 배터리 제조 환경의 청결을 유지해 이물질이나 불순물이 배터리 셀 내부로 유입되는 것을 방지하는 것도 중요하다. 이를 위해 청정실에서 배터리를 생산하고, 정기적으로 제조 장비를 점검하여 문제를 사전에 예방할 수 있다.

마지막으로, 배터리 안전성을 높이기 위해 안전 기준 및 규제를 강화해야 한다. 배터리 제조사들은 국제적인 안전 기준을 준수하고, 관련 규제를 철저히 지켜야 한다. 이러한 기준은 배터리의 설계, 테스트, 사용에 대한 명확한 지침을 제공하며, 제조사들이 안전성을 확보하는 데 중요한 역할을 한다.

또한, 배터리 결함이 발견되면 신속하게 리콜을 실시하고, 문제가 발생한 배터리에 대해 철저한 조사를 진행해야 한다. 소비자들이 배터리와 관련된 문제를 쉽게 보고할 수 있는 체계를 구축해, 문제가 발생했을 때 빠르게 대응할 수 있도록 해야 한다.

결론적으로, 배터리 안전성을 향상시키기 위해서는 배터리 관리 시스템(BMS)의 강화, 고급 소재의 사용, 배터리 팩 설계 개선, 냉각 시스템의 최적화, 제조 공정의 품질 관리 강화, 그리고 안전 기준 및 규제 준수가 필수적이다. 이러한 방법들을 통해 배터리의 안전성을 높이고, 전기차 사용에 대한 신뢰를 강화할 수 있다.