전기자동차 배터리의 열폭주 초기단계 반응 경로 및 발열 메커니즘 규명 (2025.09.01)

전기자동차 배터리의 열폭주 초기단계 반응 경로 및 발열 메커니즘 규명

기계공학과 홍종섭 교수 연구팀은 MIT 기계공학과 Ahmed F. Ghoniem 교수 연구팀과의 해외 공동연구를 통해 열폭주 초기 단계에서 발생하며 전기자동차 배터리의 화재 안전성을 저해하는 고체전해질막의 발열 반응 및 분해 경로를 실시간 적외선 분광법(ATR-FTIR)과 질량분석(TGA–MS), 핵자기공명(NMR) 분석을 통해 정밀하게 추적하였다. 또한 밀도범함수이론(DFT) 기반 계산 시뮬레이션을 병행하여, 고체전해질막과 전해질 성분 간의 원자단위 반응 경로와 발열 메커니즘을 규명하였다.이 연구는 열폭주 초기 단계에서의 SEI–염 상호작용이 전기차 배터리 화재의 주요 기점임을 최초로 규명한 것으로, 향후 배터리의 구조적·화학적 안정성 향상을 위한 핵심적 설계 지침을 제시하였다. 본 연구 성과는 에너지 및 소재 분야 세계적 권위지인 Energy Storage Materials (2022년 기준 Impact Factor 20.4, JCR Materials Science–Multidisciplinary 상위 4.2%)에 게재되어 연구의 질적 우수성을 국제적으로 인정받았다.

관련 논문 링크: https://doi.org/10.1016/j.ensm.2025.104537