KAIST, 전기차 배터리 화재 막는다...초정밀·비파괴 측정법 구현 작성일 07-23 24 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="X3AB5ShDDt"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="b186955bc38569b892962e2a74ae29464177a7269c14a0a67bacc6b427e1a119" dmcf-pid="ZUE9Fyvmw1" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="(AI 생성 이미지)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202607/23/etimesi/20260723100456150pjjh.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="G4fhAdRfO3" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202607/23/etimesi/20260723100456150pjjh.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> (AI 생성 이미지) </figcaption> </figure> <p contents-hash="88d4b25e671fa4e325cfce57d9e28762edaba8fcfec89e45434b119f297cdc79" dmcf-pid="5uD23WTss5" dmcf-ptype="general">전기차 배터리 화재를 예방하고 안전성을 높일 초정밀 검사기술이 개발됐다. 생산 단계에서 열폭주 원인인 배터리 전극의 미세 두께 불균일을 배터리 손상 없이 머리카락 굵기 약 1만분의 1 수준까지 구분한다.</p> <p contents-hash="bfa1ac4a6d898eb2a283c9dd0f77ae571c29bc5bcf38d5b1b6c393b14b27a2b2" dmcf-pid="17wV0YyOIZ" dmcf-ptype="general">한국과학기술원(KAIST·총장 배충식)은 김영진 <span>기계공학과 교수팀이 이런 성과를 거뒀다고 23일 밝혔다.</span></p> <p contents-hash="53f4af7c14a0ed29efe7724d84496fa0f2d86308041df7726ad8f9a631eee460" dmcf-pid="tzrfpGWIOX" dmcf-ptype="general">전기차에 많이 쓰이는 리튬이온배터리 전극은 두께가 조금만 달라도 충·방전 과정에서 전류가 특정 부분에 집중돼 열이 발생하고, 열폭주가 일어날 수 있다.</p> <p contents-hash="ce5e6fff0e9bd63d03ab43b27d90b7425350948bfacb45749f33666fba917a65" dmcf-pid="Fqm4UHYCOH" dmcf-ptype="general">하지만 기존 검사 기술은 생산현장 활용에 한계가 있었다. X선 컴퓨터단층촬영(CT)은 검사 시간이 오래 걸리고, 초음파 기반 음향현미경은 시료에 액체를 접촉시켜야 하고, 레이저 변위센서는 전극 내부까지 정밀 분석하기 어려웠다.</p> <p contents-hash="b565efc2602a94a67fcf11673e367c69644e4f8190f64b5452a97c534fe405c6" dmcf-pid="3Bs8uXGhDG" dmcf-ptype="general">연구팀은 광주파수빗과 테라헤르츠파를 결합해 문제를 해결했다. <span>테라헤르츠파를 배터리 전극에 쏘아 내부에서 여러 번 반사되며 생기는 신호를 얻고, 광주파수빗을 기준으로 이 신호를 초정밀하게 분석해 전극 두께를 계산했다.</span></p> <p contents-hash="5e2c70ca2997d4047a944e5bb7e31a0be267fc030ee1dbcd99390d05b5f109cb" dmcf-pid="0bO67ZHlEY" dmcf-ptype="general">기술 핵심은 테라헤르츠파가 전극 앞·뒷면 사이를 여러 번 왕복하며 만들어내는 일정 간격의 간섭무늬 '파브리-페로' 간섭을 이용한 것이다. 마치 자 눈금을 읽어 길이를 재듯, 연구팀은 이 간섭무늬를 광주파수빗을 기준으로 정밀하게 분석해 전극 두께를 계산했다.<br></p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="e62f3bcf01a057b439b900441dbc567f137101f57bbbb500b3bdf7da41fa4a9d" dmcf-pid="pKIPz5XSEW" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="광주파수빗 기반 테라헤르츠 파브리-페로 간섭계 기반 리튬이온 배터리 전극 두께 측정 개요" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202607/23/etimesi/20260723100457420ratl.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="HKIPz5XSOF" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202607/23/etimesi/20260723100457420ratl.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 광주파수빗 기반 테라헤르츠 파브리-페로 간섭계 기반 리튬이온 배터리 전극 두께 측정 개요 </figcaption> </figure> <p contents-hash="0a389f6f9ea8c84233b4da469a4c545864d4bc926e8b90f20685da2238b65a09" dmcf-pid="U9CQq1Zvwy" dmcf-ptype="general">그 결과 별도 보정 없이 전극 두께는 물론 복소 굴절률(빛이 물질을 얼마나 잘 통과하고 얼마나 흡수되는지를 나타내는 광학 특성)까지 한 번에 측정하는 데 성공했다.</p> <p contents-hash="a22273240446e1f72cc8d7380bd4c62968983dd310d1020489e303e5a7123542" dmcf-pid="u2hxBt5TET" dmcf-ptype="general">연구팀은 사람 머리카락 한 올과 비슷한 두께인 50~150마이크로미터(㎛)의 배터리 전극을 대상으로 기술을 검증했다. 0.2초 짧은 측정만으로도 음극 70.1나노미터(㎚), 양극 465.5㎚ 두께 차이까지 측정했다.</p> <p contents-hash="4ae2c112dddca2a7c2d019e15ca5a8aa8498b2c52e3cf2e521754b2520441ecb" dmcf-pid="7VlMbF1ysv" dmcf-ptype="general">측정 시간을 25.6초로 늘리자 정밀도는 더욱 높아졌다. 음극은 7.8㎚까지 구분할 수 있었고, 양극도 25.2㎚까지 측정했다. 이는 기존 시간영역 분석 방식보다 최대 100배 높은 정밀도다.</p> <p contents-hash="f0711dd6fb2bee50dd1f5efe8a53fb56eb44df27df7381a110c337f93ac09415" dmcf-pid="zfSRK3tWsS" dmcf-ptype="general">전극이 약 45도 기울어진 상태에서도 정확하게 측정할 수 있어 빠르게 움직이는 실제 배터리 생산라인에도 적용할 수 있음을 확인했다. <span>액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용하는 전고체 배터리 생산공정에서도 불량을 조기에 찾아내는 핵심 기술로 활용될 것으로 기대된다.</span></p> <p contents-hash="d74b8aacfe709d212277bf197d9f742bf8a519e22967391b1e6018f41eecdb75" dmcf-pid="q4ve90FYDl" dmcf-ptype="general">김영진 교수는 “개발 기술은 차세대 리튬이온배터리뿐 아니라 전고체 배터리 생산라인의 실시간 품질관리를 위한 핵심 기술로 활용될 것으로 기대한다”고 말했다.</p> <p contents-hash="5eb41fcd8433f9f8697bca905aee66efa0a80112eb8037243c7405bdd3090bf4" dmcf-pid="B8Td2p3Grh" dmcf-ptype="general">이번 연구는 강구선 KAIST 기계공학과 박사(현 한국생산기술연구원)가 1저자로, 김영진 교수가 교신저자로 참여했으며, 성과는 네이처 커뮤니케이션즈에 6월 10일 게재됐다.</p> <p contents-hash="f6913e95b14d2c6257f02aeb07bff7df1bdbed25ab946fb339319a2b92dcefda" dmcf-pid="bWdtSDkLmC" dmcf-ptype="general">김영준 기자 kyj85@etnews.com</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 전자신문. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 "차세대 비경수형 SMR 상용화, 민·관 합작으로 더 빨리" 07-23 다음 정부, ‘국민 AI 에이전트 시대’ 연다… 활용 기반 구축 07-23 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
