[인터배터리 2025] SK온-SK엔무브, `액침냉각` 배터리 기술 공개…안전성·성능 개선

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[인터배터리 2025] SK온-SK엔무브, '액침냉각' 배터리 기술 공개…안전성·성능 개선

디지털데일리 발행일 2025-03-03 10:52:08

배태용 기자

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[디지털데일리 배태용 기자] SK온과 SK엔무브가 전기차 배터리의 안전성과 성능을 획기적으로 개선할 수 있는 '액침냉각(Immersion Cooling)' 기술을 공동으로 선보인다.

SK온은 오는 3월 5일 개막하는 국내 최대 배터리 전시회 '인터배터리 2025'에서 차세대 액침냉각 기술을 전시한다고 3일 밝혔다.

액침냉각 기술은 배터리 팩 내부에 절연성 냉각 플루이드(Thermal Fluids)를 순환시켜 열을 효과적으로 방출하는 방식이다. 배터리 셀과 직접 접촉하는 냉매가 온도 상승을 억제하는 효과가 뛰어나 기존의 공랭(空冷)식이나 수랭(水冷)식 냉각 방식보다 더욱 효율적인 열 관리가 가능하다.

특히 급속충전 등 발열이 심한 환경에서도 배터리 온도를 일정 수준 이하로 유지해 열 폭주(Thermal Runaway) 발생을 방지하고, 화재 및 폭발 위험을 낮출 수 있다. 셀 간 온도 편차를 줄여 배터리 수명을 연장하는 효과도 기대된다.

SK온과 SK엔무브는 냉각 플루이드와 셀의 접촉 면적을 극대화하는 최적의 유로(油路) 설계를 적용해 냉각 효율을 개선했다. 화재 발생 시 냉각 플루이드가 원활하게 공급될 수 있도록 설계해 열 확산(Thermal Propagation) 방지 성능도 향상시켰다.

SK온은 액침냉각 시스템에 독자적인 무선 배터리 관리 시스템(BMS)을 적용해 기술적 완성도를 높일 계획이다. 기존 유선 BMS는 배터리 정보를 수집하기 위해 금속 케이블과 커넥터를 사용해야 했지만, 이 방식은 배터리 팩의 구조를 복잡하게 만들고 공간 효율성을 떨어뜨리는 문제가 있었다. 또한, 액침냉각 방식에서는 케이블이 냉각 플루이드의 흐름을 방해해 냉각 성능을 저해하는 요인으로 작용했다.

이에 SK온은 배터리 셀 탭에 무선 칩을 직접 부착하고, 해당 칩이 수집한 정보를 모듈 안테나를 통해 BMS에 전송하는 방식을 적용했다. 이를 통해 배터리 팩 내부에 별도의 케이블이 필요하지 않게 됨으로써 냉각 플루이드의 흐름을 원활하게 유지할 수 있게 됐다. 또한, 기존 유선 구조에서 발생할 수 있었던 케이블과 커넥터의 결함 위험이 줄어들어 제품의 신뢰성이 더욱 높아질 것으로 기대된다. 구조가 단순화됨에 따라 배터리 팩 내부 공간이 확보되면서 에너지 밀도가 개선되는 효과도 예상된다.

무선 BMS가 상용화되면 ‘배터리 여권(Battery Passport)’ 도입도 앞당겨질 것으로 전망된다. 무선 칩을 활용하면 각 배터리 셀의 생산 공정, 원산지, 사용 기간, 재활용 가능성 등을 실시간으로 추적할 수 있다. 또한, 배터리의 충전 상태(SOC), 잔존 수명(SOH), 출력 성능(SOP) 등 주요 정보를 저장하고 관리하는 것이 가능해진다. 이를 통해 배터리의 전 생애 주기 데이터를 체계적으로 관리할 수 있으며, 신뢰성을 높이고 환경적 영향을 최소화하는 데 기여할 것으로 예상된다.

SK엔무브는 액침냉각 솔루션을 기반으로 글로벌 시장 공략을 강화하고 있다. 2023년 SK텔레콤과 협력해 데이터센터에 SK엔무브의 냉각 플루이드를 적용한 실증평가를 진행한 결과, 공랭식 대비 총 전력 소비를 37% 절감하는 성과를 거뒀다.

또한, 한화에어로스페이스와 공동 개발한 ESS(에너지저장장치) 전용 액침냉각 솔루션을 통해 선박용 ESS 화재 발생 가능성을 원천적으로 제거하는 기술도 확보했다.

박기수 SK온 연구개발(R&D) 본부장은 "전기차 보급이 확대될수록 배터리의 안전성과 성능이 더욱 중요해질 것"이라며, "액침냉각 및 무선BMS 기술을 통해 차세대 배터리 시장을 선도하고, 지속적인 기술 혁신으로 모빌리티 전동화에 기여하겠다"고 밝혔다.