전기차 배터리 수명을 10% 이상 늘릴 수 있는 '맞춤형 충전' 기술이 개발됐다.
인도 공과대학(IIT) 간디나가르 연구팀은 배터리의 노후도와 주변 온도에 맞춰 충전 전류를 실시간으로 조절하는 기술을 개발했다고 국제학술지 '에너지 저장 저널'(Journal of Energy Storage)을 통해 2일(현지시간) 밝혔다. 이 기술은 배터리 성능 저하의 주범인 '리튬 석출' 현상을 억제하는 것이 핵심이다.
리튬 석출은 너무 빠르게 충전하거나 저온 환경에서 충전할 때 주로 발생한다. 리튬 이온이 양극(+)으로 제대로 들어가지 못하고 표면에 금속으로 쌓이는 현상이다. 이는 배터리 용량을 영구적으로 감소시키고, 심할 경우 내부 분리막을 손상시켜 화재로 이어질 수 있다.
연구팀이 개발한 '다단계 정전류(MSCC)' 충전 기술은 충전을 시작할 때마다 배터리의 상태를 실시간으로 파악한다. 이후 리튬 석출이 일어나기 직전의 전압 임계값을 식별해 충전 전류를 안전한 수준으로 즉시 낮춘다.
기존 충전 방식은 배터리가 항상 새것이고 상온에서 작동한다고 가정해 고정된 패턴으로 충전했다. 반면 새 기술은 배터리 상태에 따라 충전 방식을 최적화하는 지능형 소프트웨어에 가깝다고 연구팀은 설명했다.
연구팀이 파나소닉의 원통형 배터리(NCR18650B)를 사용해 영하 5도에서 영상 25도까지 다양한 환경에서 실험한 결과, 새 기술은 기존 방식보다 충전 용량 활용도를 10.65%, 충전 효율을 0.55% 높였다.
논문의 주 저자인 시브 샨카르 신하 연구원은 "이 기술은 안전 문제를 하드웨어가 아닌 지능형 소프트웨어로 해결하는 방식"이라며 "기존 배터리 관리 시스템(BMS)에 통합할 수 있다"고 말했다.
이번 연구는 전기차 시장이 빠르게 성장하며 충전 속도 단축과 배터리 수명 연장이 중요해지는 가운데 나왔다. 연구팀은 실시간으로 배터리 상태에 적응하는 스마트 충전 시스템이 향후 전기차 기술 발전에 핵심적인 역할을 할 것으로 기대했다.