프로젝트 소개
본 과제는 전기차 배터리 팩의 냉각 성능을 높여 과열을 방지하고 안전성을 확보하기 위한 기술 개발 연구임. 특히, 배터리에서 발생하는 열을 효율적으로 외부로 전달하는 고열전도성 열계면 소재(Thermal Interface Material, TIM)를 활용하여 배터리 팩 시스템의 냉각 효율을 개선하는 것이 핵심 목표임.
연구 목표는 최적 발열 제거를 위한 Heat sink 구조 최적화 및 산화마그네슘(MgO) 기능화를 통해 PAD Type TIM 제품을 개발하고 그 성능을 평가하는 데 있음. 1차 시제품 제작을 통한 경화 제품 물성 평가 및 개선 사항 도출, Gap Filler 제조사별 배터리 모듈 레벨 냉각 성능 비교 평가, MgO 표면처리 최적 조건 선정, 그리고 Lab scale 구형 MgO 분말 과립화를 위한 공정 조건 검토를 포함함.
핵심 연구 내용은 TIM 방열 패드의 최적 배합 설계 및 물성 평가, 시제품 제작을 통한 냉각 성능 평가 및 개선 사항 도출임. 또한, MgO 표면처리 최적화, 구형 분말 제조를 위한 유기 첨가제 formulation 개선, 열전도도 개선을 위한 도펀트 및 소결 조건 선정, 배터리 팩 구성 부품의 열 모델링 및 TIM 재료의 기계적 거동 해석 모델 개발을 수행함. MgO 조립화 제조기술 확보 및 실리콘 복합체 최적 배합비 도출도 중요한 연구 내용임.
기대 효과는 전기차 배터리 안정성 관련 기술 수요 증가에 대응하고, 기존 제품 대비 1.5~2배 이상 높은 열전도율과 10% 이상의 방열 효율을 가진 배터리 팩 모듈 개발을 통해 전기차 화재 위험을 줄이는 데 기여함. 특히, 고열전도 MgO 소재의 국산화를 통해 선진 기술을 선점하고, 이차전지, 드론, 마이크로 모빌리티, 반도체 등 다양한 미래 산업에 적용 가능함.