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전극 공정은 원재료를 혼합하는 ‘믹싱 공정‘을 시작으로, 혼합된 슬러리를 포일에 도포하고 건조하는 ‘코팅 공정‘, 전극의 두께를 낮추는 ‘롤 프레싱 공정‘, 전극을 잘라주는 ‘슬리팅 공정‘, 마지막으로 전극에 탭을 만들어 주는 ‘노칭 공정‘ 순으로 진행됩니다.
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- Date Published: 2019. 8. 14.
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전지전능한 전지 이야기 – 배터리 만들기 Step1. 전극 공정 편 – 배터리인사이드
전극 공정은 원재료를 혼합하는 ‘믹싱 공정’을 시작으로, 혼합된 슬러리를 포일에 도포하고 건조하는 ‘코팅 공정’, 전극의 두께를 낮추는 ‘롤 프레싱 공정’, 전극을 잘라주는 ‘슬리팅 공정’, 마지막으로 전극에 탭을 만들어 주는 ‘노칭 공정’ 순으로 진행됩니다.
4. 2차전지 배터리 제조 공정
1. 전기차 (Electric Vehicle) 배터리 유형 (Type)
『 배터리 형태별 장.단점 』
구분 원통형 각형 파우치(폴리머)형 설명 출시 된지 가장 오래된 타입. 파나소닉이 테슬라에 공급하는 모델이 대표적. 사각형 알루미늄 캔에 배터리를 담는 형태. 얇은 알루미늄 호일에 배터리 구성물들이 싸여 있는 형태. 장.단점 생산 원가가가 낮고 대량 생산이 쉽다. 낮은 에너지밀도, 짧은 수명. 수천개의 개별 셀을 모듈화하고 팩으로 만드는 데 높은 수준의 팩기술과 회로기술이 필요하다. 부피가 크고 경량화가 어렵다. 내구성이 뛰어나고 대량생산, 안전성이 높다. 생산비용이 상대적으로 저렴하지만 무겁다. 형태변경이 어렵다. 각형에 비해 비싸지만 두께가 얇아 부피면적당 효율이 높다. 각형처럼 직사각형 모양을 유지할 필요가 없어, 높은 설계 자유도를 가진다. 주요 배터리 제조사 Panasonic(일), Guoxuan(중), Bak, Lishen 삼성SDI, 도시바(일), BYD(중), CATL(중) LG화학, SK이노베이션 자동차 메이커 Tesla, Nissan, 베이징자동차 BMW, Audi, VW(폭스바겐), Daimler, 포르쉐, 페라리, Tesla, 베이징자동차 현대기아차, GM, Ford, Nissan, VW, Volvo, Audi, Daimler, 르노, Nissan 제품 전기자동차, 전기자전거, 전기스쿠터, 로봇청소기, 전동공구, 노트북, ESS 전기자동차, 스마트폰, 노트북, 디지털 카메라, ESS 전기자동차, 일체형 스마트폰, 노트북
▶ 배터리는 형태에 따라 원통형(Cylindrical), 각형(Prismatic), 파우치형(Pouch)으로 나눌 수 있다.
▶ 초기에는 가장 큰 전기차 생산업체인 테슬라가 원통형 배터리를 사용하면서 원통형이 주류를 이루었으나, 이후 후발주자인 BMW, 폭스바겐, 현대차 등이 경량화에 유리하며 에너지 밀도가 높고 다양한 사이즈로 제작이 가능한 각형이나 파우치(폴리머)형 배터리를 사용하면서 그 비중이 점차 늘어가고 있다.
▶ 현재 배터리를 생산하고 있는 국내 업체로는 LG화학, 삼성SDI, SK이노베이션이 있고, 배터리 제조업계 및 완성차 업계에서는 한 형태에 국한하지 않고 전기차를 양산하고 있다.
『 글로벌 배터리 수요 전망 』
『 전기차 배터리 구성 』
구 분 정 의 셀(Cell) 전기에너지를 충전, 방전해 사용할 수 있는 리튬이온 배터리의 기본단위.
양극, 음극, 분리막, 전해액을 사각형의 알루미늄 케이스에 넣어 만듦. 모듈(Module) 배터리 셀(Cell)을 외부충격과 열, 진동 등으로부터 보호하기 위해 일정한 개수로 묶어 프레임에 넣은 배터리 조립체(Assembly). 팩(Pack) 전기차에 장착되는 배터리 시스템의 최종형태.
배터리 모듈에 BMS(Battery Management System), 냉각시스템 등 각종 제어 및 보호 시스템을 장착하여 완성됨.
예) BMW i3의 배터리 팩은 8개 모듈 (모듈당 12개 셀)이 들어감.
자료: 삼성SDI
▶ 전기차 배터리 공급을 위해서는 제품개발(2~3년), 양산검증(2년), 안전성 검증(2년)까지 6~7년이 소요돼, 신규업체가 진입하기에는 다소 긴 시간이 소요돼 진입장벽이 존재한다.
『 배터리(Battery) 가격 추이 』
자료: SNE리서치, 메리츠증권
▶ 배터리 필수 소재 (높은 진입 장벽) ⇒ 1) 파우치필름, 2) 실리콘음극재, 3) NCA양극재, 4) 도전재
1) 파우치 필름 : 일본 DNP(50%), 쇼와덴코(20%), 국내기업(율촌화학, BTL첨단소재)
2) 실리콘 음극재 : 대주전자재료, Shinetsu, BTR, Hitachi
3) NCA 양극재 : 스미토모(52%), 에코프로비엠(34%)
4) 도전재 : Imerys(48%), Denka&Cabot(39%), 국내업체(나노신소재)
2. 배터리 제조 공정
– 배터리 산업의 주연은 소재, 장비는 안정적인 대량 생산 시스템 구축을 위한 조연 역할을 한다.
▧ 배터리(Battery) 제조 공정
– 전극공정(30%), 조립공정(17%), 화성공정(29%), 기타공정(24%)으로 이루어진다.
– 전극공정: 원재료 투입후 전극을 구성하는 활물질과 도전재, 바인더를 섞어서 양극과 음극을 만드는 공정.
– 조립공정: 전극 공정에서 넘어온 극판을 쌓고 캡을 씌우거나 파우치 밀봉 후 전해액을 주입 공정.
– 화성공정: 조립공정을 통해 만들어진 셀은 화성 공정을 통해 비로소 전지의 특성을 띠게 된다.
– 기타공정: 검사장비를 통해 셀의 불량을 점검하고 포장 및 출하의 과정을 거치게 된다.
1) 전극(극판) 공정 (Electrode Process)
● 양극재와 음극재를 각각 알루미늄 극판, 동박 극판에 붙이는 공정.
● 믹싱, 코팅&건조, 압연, 슬리팅, 진공건조 공정으로 세분화 된다.
● 코팅&건조, 압연 공정은 롤투롤(roll-to-roll) 장비를 기반으로 구성되어 있다.
● 양극과 음극의 섞임을 방지하기 위해 제조설비가 분리되어 있어 동일한 장비가 2세트씩 필요하다.
자료: 삼성SDI
i) 믹싱(Mixing)
전극공정의 첫단계로 활물질에 도전제, 바인더, 용매를 넣고 섞어 슬러리(Slurry)를 만든다.
분말 형태의 활물질 + 도전제를 건식 Mixing → 바인더를 녹인 용매와 습식 Mixing → 슬러리(Slurry) 정량의 다양한 혼합물 재료 배합과 균일한 슬러리 조성 및 이물 관리 능력이 필요하다.
☞ 슬러리(Slurry) : 고체와 액체의 혼합물 또는 미세한 고체입자가 물속에 현탁(懸濁)된 현탁액.
자료: 티에스아이
ii) 코팅(Coating)&건조
양극판은 알루미늄 기재, 음극판은 구리 기재를 사용하는데, 활물질, 도전제, 바인더가 고루 섞인 슬러리를 기재 위에 정해진 패턴 및 일정한 두께로 코팅한 후, Dry Air로 용매를 증발 시키는 공정이다.
자료: 삼성SDI
iii) 압연(Press)
롤투롤(Roll-to-Roll) 장비를 이용하여 기재(Al, Cu)와 활물질이 잘 붙도록 압력을 가하여 전극 두께를 줄이고, 에너지 밀도를 높이는 공정으로 두께만 줄고 길이는 일정, 이온의 원활한 이동성을 부여한다.
전극공정 중 가장 높은 기술력이 필요한 공정으로 적절하고 균일한 압력 유지가 기술력이다.
과도한 압력시
① 불량발생, ② 다결정구조의 극판(NCM, NCA, LFP) 압연시 결정이 부서져 배터리 수명 저하, ③ 흑연의 구명과 통로 유지가 어렵고, ④ 전극에 전해액 침투가 어려워 수명이 저하 된다.
iv) 슬리팅(Slitting)
슬리터(Slitter)를 이용해 설계된 전지 규격에 맞춰 전극 폭을 자르는 공정.
v) 진공 건조(Vacuum Drying)
절단 공정을 마친 롤 형태의 전극판을 진공 건조기를 이용해 장시간 건조를 통해 수분을 제거하는 공정.
【 대표 장비 업체 】
믹싱공정: 티에스아이, 윤성F&C, 제일기공, Primix(일), Asada(일), 리드차이나(선도지능장비)
코팅공정: 씨아이에스, 피엔티, 히라노(일), 도레이(일), 캐논(일), Putailai, 잉허과기, 리드차이나
압연&슬리팅: 씨아이에스, 피엔티
2) 조립 공정 (Assembly Process)
● 전극공정을 통해 제조된 양극판과 음극판을 분리막과 같이 조립하여 완성품 셀을 만드는 공정이다.
● 노칭(Notching), 와인딩(or 스태킹), 탭 웰딩(Tab Welding), 패키징(Packiging)으로 이루어져 있다.
● 조립공정은 수분과의 접촉을 막기 위해 Dry Room에서 공정을 진행한다.
● 국내 배터리 3사의 셀 제조 공법은 각각 삼성SDI는 와인딩 방식, LG화학은 스택&폴딩 방식, SK이노베이션은 Z-스태킹(지그재그) 방식이다.
i) 노칭(Notching)
양극과 음극 탭을 제조하기 위해 배터리 모양에 맞추어 극판을 알맞은 크기로 자르는 공정이다.
전극공정을 모두 마친 롤 형태로 길게 이어진 양극판, 음극판들은 노칭공정으로 들어가게 된다.
무지부(Non-Coating:양/음극활물질이 도포되지 않은 빈 공간)를 자르는 노칭공정을 통하여, 롤 형태의 양극판, 음극판들을 다양한 배터리 모양에 맞춘 단일 극판 형태로 자른다.
약간의 무지부를 남기는 이유는 탭 웰딩으로 탭들을 접착할때 도움을 줄 수 있기 때문이다. (아래 그림)
노칭 장비는 프레스 노칭 장비와 레이저 노칭장비로 구분되며, 레이저 노칭 장비는 다시 양극 레이저와 음극 레이저 노칭 장비가 있다.
음극보다 양극 레이저가 기술적으로 더 어려운 것으로 알려져 있는데, 이는 양극을 구성하는 알루미늄은 일반적으로 레이저 에너지의 50%를 흡수하는 반면, 음극을 구성하는 구리는 10%만을 흡수한다.
따라서 양극을 자르기 위해서는 음극보다 더 높은 밀도의 레이저 노칭 기술이 필요하다.
현재 공정이 고속화 되면서 프레스 노칭 장비 에서 레이저 노칭 장비 로 변화하고 있다. (아래 표 참조)
구분 프레스 노칭 장비 레이저 노칭 장비 특징 – 절단면과 칼날이 직접 접촉하기 때문에 칼날 노화로 잘린 극판이 일정하지 않을 경우 퀄리티에 지장을 줄 수 있다. – 주기적 수선이 필요해 유지 보수 비용이 발생한다. – 배터리 셀의 크기나 모양 등 금형이 달라질 경우, 칼날을 교체하거나 기기 자체를 교체해야 하므로 유연성이 떨어진다. – 프레스 장비보다 초기 설치 비용이 크다.
– 절단면과 직접 접촉하지 않는다.
– 주기적 수선이 필요하지 않아 추가적인 유지보수 비용이 들지않아 장기적으로는 경제적으로 더 낫다.
– 금형이 달라질 경우, 조작을 통해 금형을 적용하면 되기 때문에 유연성 측면에서 우위에 있다.
– 프레스 장비보다 생산 속도가 빠르다. 업체 피엔티, DA테크놀로지, 유일에너테크, 엠플러스, 리드차이나(선도지능장비)
DA테크놀로지, 디이엔티, 필옵틱스
자료: 디이엔티
ii) 와인딩(Winding)
양극판과 음극판 사이에 분리막을 넣고 돌돌말아 ‘젤리롤(Jelly-Roll)’을 만들어 주는 공정.
과거 모든 형태의 셀에 적용되던 가장 보편적인 방식으로, 돌돌 말아진 젤리롤을 원통에 넣으면 원통형 전지가 되고, 각진통에 넣으면 각형 전지가 된다.
삼성SDI는 와인딩 방식, LG화학, SK이노베이션은 스태킹 방식을 이용하였으나, 최근에는 삼성SDI도 고용량 배터리를 위해 일부 와인딩 방식에서 스태킹 방식으로 바꾸고 있다. (현재 와인딩, 스태킹 방식 병행하고 있다)
장점: 제조원가가 싸고, 공정 속도가 빨라 생산성이 높다.
단점: 낭비되는 공간이 발생해 에너지 밀도가 낮고, 장시간 충방전을 거듭하는 경우 젤리롤의 뒤틀림 현상이 발생하면서 배터리가 부풀어 오를 수 있다.
iii) 스태킹(Stacking)
코팅이 끝난 여러개의 단일 극판을 분리막을 사이에 두고 층층이 번갈아가면서 쌓아 올리는 공정이다.
LG화학은 라미네이션&스태킹(스택&폴딩), 삼성SDI와 SK이노베이션은 Z-스태킹(지그재그) 방식을 채택하고 있다.
장점: 잔여 공간을 최소화해 에너지 밀도가 높다.
단점: 생산성이 낮다.
【 Z-스태킹, 스택 & 폴딩 】
Z-스태킹(지그재그) Bi-cell
자료: 엔지니어TV, LG케미토피아
☞ Bi-cell : 잘라진 단일 극판을 두단 정도만 쌓아서 만든다. (상단 우측 그림)
☞ 스택 & 폴딩 (Stack & Folding) 방식 이란? (상단 아래 그림)
잘라진 양극, 음극, 분리막을 Bi-cell로 만든 다음, 셀 밑에 깔린것이 분리막(Separator)인데 라미네이션(Lamination) 공정을 통해 정렬한 후 분리막을 접으면서(Folding) Bi-cell을 쌓는(적층) 과정. (반복)
【 대표 장비 업체 】
DA테크놀로지, 필옵틱스, 나인테크, 우원기술(비상장), 리드차이나(선도지능장비), 잉허과기
iv) 탭 웰딩(Tab Welding)
단일 극판으로부터 흘러나오는 전류를 한 곳으로 모으는 공정으로, 스태킹된 배터리 양극과 음극에 알루미늄과 구리 탭(Tab)을 무지부에 접착시키는 공정이다.
기존에는 초음파를 통해 접합부에 진동을 일으켜 열을 발생시켜 탭을 접착하였고, 이후 적층 수가 늘어나면서 레이저를 통해 용접하는 방식을 채택하고 있다.
【 대표 장비 업체 】
엠플러스, 필옵틱스, 캐논(일)
v) 패키징(Packiging)
전해액을 주입한 후 최종 전지 형태로 모형을 형성하고 밀봉하는 공정이다.
각형과 원통형은 알루미늄 메탈케이스와 캔(CAN)이 봉지역할을 하며, 캡(Cap)을 닫고 레이저로 용접한 후 전해액을 주입한다.
파우치형은 알루미늄 필름 파우치가 봉지역할을 하며, 열을 가해 패킹한 후 전해액 주입하고 밀봉하고 셀 형태로 절단한다.
☞ 파우치형은 전해액 주입후 1차 충방전을 하면 가스가 차 부풀게 되는데, 최종 셀 조립 마무리 전에 가스를 빼주는 디개싱(Degassing) 공정이 추가 된다. 주요 업체로는 엔에스, 엠플러스가 있다.
【 패키징 대표 장비 업체 】
엔에스, 지피아이, 캐논(일)
원통형
각형
파우치형
자료: Sergej Rothermel
3) 화성 공정 (Formation Process)
● 조립된 배터리 셀에 전기적 특성을 가지도록 배터리를 활성화 시키고, 결함 여부를 파악하는 마무리 공정이다.
● 크게 Formation, Aging, Grading, Selecting의 네 가지 공정으로 나뉜다.
자료: 피앤이솔루션
i) Formation(충방전)
최초 충전 공정으로 방전 상태의 셀을 활성화 시키는 공정으로, 화성공정내 비중이 80% 이상이다.
이때 음극 표면에 이온 전도성 얇은 고체막, 즉 SEI(Solid Electrolyte Interphase) 층(Layer) 이 형성된다.
자료: KAIST
☞ SEI(Solid Electrolyte Interphase) Layer 란?
‘Solid Electrolyte Interphase” 직역하면 “고체 전해질 기간” 정도로 해석
즉, 음극재 표면에 고체 전해질 형태의 층(Layer)이 생성되어 있는 기간으로 해석된다.
(참고로 SEI의 생성 과정을 명확하게 규정한 논문이나 연구는 아직 없다고 한다.)
배터리 제조후 최초로 충전하게 되면 리튬이온이 음극쪽으로 이동하여 100% 충전이 되면, 음극쪽에 전해질 내의 첨가제(Additive)와 화학적 부반응을 일으켜 음극(-) 계면 살짝 앞쪽에 얇은 고체 막(Layer)이 생기는데 이것을 SEI라고 한다.
이 SEI가 얼마나 잘 생성되느냐에 따라 배터리 성능 및 수명을 결정하게 된다.
SEI 구성 성분은 산화리튬, Lithium Fluoride, 탄산리튬, 세미카보네이트, 고분자화합물 등으로 구성되어 있다.
SEI가 생성되고 나면 지속적인 전기화학 반응을 보장하기 위해 리튬이온 수송은 허용하고 전자는 차단하게 된다.
【 SEI 형성과 수명 과정 】
흑연 박리와 균열, 전해질이 분해되어 SEI가 형성되고, 변환되면서 안정화되고 성장하게 된다.
일정 기간동안 양극, 음극에 상호작용이 지속되면 SEI가 용해되어 침전된다.
이런 과정이 지속되면 SEI에 리튬결정이 성장하고 부식되어 배터리 성능이 떨어지면서 수명이 다하게 된다.
ii) Aging(안정화)
활성화 공정 이후 안정화를 거치는 공정으로 전해액의 안정화를 위해 정해진 온도와 습도에서 일정 시간 동안 보관, 이 과정을 통해 배터리 내부에 전해액이 고르게 분산돼 이온의 이동이 최적화될 수 있도록 한다.
iii) Grading(등급분류)
등급분류기는 화성공정 중 마지막 단계에서 각 설비로부터 얻는 Data를 기반으로 전지의 등급을 분류하는 장비이다.
iv) Selecting(불량선별)
선별기는 충방전기 및 IR/OCV로부터 측정된 데이터를 바탕으로 배터리 셀의 불량을 판정하는 장비이다.
☞ 화성 공정은 대부분 자동화 되어 있는 것이 특징이다.
【 대표 장비 업체 】
피앤이솔루션, 에이프로, 삼지전자, 코센, 갑진(비상장), 비트앤와트(비상장), 한커(중)
4) 기타 공정
● 검사 장비를 통해 셀의 불량을 점검하고 난 뒤 포장 및 출하의 과정을 거치게 된다.
● 전극, 조립, 화성 공정 이외에는 검사, 탈철, 자동화 장비 등이 있다.
i) 검사장비
① Cycler : 개발용 및 테스트 장비로 2차전지 소재 및 사양 변경시 특성과 수명 테스트를 하기 위한 충방전기.
② X-Ray 검사장비 : 셀 내부 Defect(결함)를 검사.
③ 외관검사기.
④ IR/OCV : 2차전지 및 Capacitor의 개방회로 전압(Open Circuit Voltage)과 내부저항(Internal Resistance)을 측정하여 Battery의 특성 파악을 할 수 있는 장비.
【 대표 장비 업체 】
피앤이솔루션, 갑진, 이노메트리, 에스에프에이, 브이원텍
ii) 탈철 장비
배터리 소재에 미세하게 포함되어있는 철 성분을 제거하는 장비.
【 대표 장비 업체 】
대보마그네틱, 닛폰마그네틱
iii) 자동화 장비
제품을 이송하거나 로딩/언로딩 등 제조라인상의 물류 시스템.
【 대표 장비 업체 】
에스에프에이
▩ 대보마그네틱 (탈철)
▶ 1976년에 설립, 1994년 법인전환, 2018년 11월 6일 코스닥에 상장된 전자석탈철기(EMF) 글로벌 1위 기업.
▶ 대보마그네틱은 자석 및 자석응용기기 전문업체로 자장으로 철을 제거하는 자력 선별기술을 기반으로 원료에 함유된 철이나 비철금속을 제거하는 탈철장비를 제조하고 이를 이차전지 소재업체와 셀 제조업체 등에 납품한다.
▶ 동사는 전자석탈철기(Electro Magnetic Filter, EMF), 자력선별기(Magnetic Separator, MS), 비철금속 선별기, 금속검출기 등의 제품을 보유 중이며, 특히 EMF는 2차전지의 발화 원인으로 지목되는 양극 소재에 함유된 미량의 철을 제거하는데 매우 탁월하다.
▶ 대보마그네틱은 일본 업체가 독점하고 있던 EMF를 국산화하며 오랜 연구 개발 경력으로 당사가 우위인 상황에서 경쟁사와 독과점 시장을 형성하고 있으며, 안전성이 검증되지 않은 신규업체의 탈철장비는 시장 진입이 매우 어려운 상황이다.
▶ 대보마그네틱은 EMF(전자석탈철기)를 테슬라, LG화학, 삼성SDI, 에코프로, 엘앤에프, CATL, BYD 등에 공급하고 있으며, 국내시장 70% 이상, 중국 시장도 60% 이상 점유하고 있다.
『 EMF 제품 특징 』
종 류 특 징 건식 EMF
(소재공정) – 분말 형태의 리튬 이차전지 소재를 탈철하는데 사용.
– Mixing 전 리튬만 존재하는 분말 소재에 대해서 사용하거나,
Mixing(리튬, 코발트, 니켈, 망간) 후 분말 소재에 사용.
– 당사와 일본 경쟁 업체에서 생산. 습식 EMF
(셀공정) – 리튬 이차전지 소재를 Mixing한 후 슬러리 상태의 소재를 탈철하는데 사용.
– 소재라인에서 이미 탈철되어 슬러리 상태로 Mixing된 소재에서 극소량의 철 성분만을
재탈철해야 하나, 니켈과 코발트 등 자성물질과 섞여있으므로 고도의 기술력이 요구된다.
– 소재에 함유된 미량의 철 성분 제거가 보다 더 확실해져 소재의 품질이 향상됨.
– 전세계적으로 당사만 생산이 가능하다.
자료: 대보마그네틱
배터리 제조 프로세스 2. 전극공정
배터리는 대표적으로 전극공정, 조립공정, 활성화 공정을 거쳐서 완성됩니다. 전극공정은 배터리에 기본 성분을 배터리의 양극, 음극을 만드는 과정입니다. 조립공정은 전극공정에서 만들어진 배터리를 쌓고 조립하는 과정입니다. 활성화 공정은 충·방전으로 전지의 역할을 할 수 있도록 만들어 주는 단계입니다.
배터리 공정은 기업마다 다른 점이 있습니다. 또, 배터리 타입에 따라 달라집니다. 이러한 차이를 잘 이해하고 접근해야 합니다. 본인이 궁금한 기업의 배터리 타입에 맞는 배터리 공정을 찾으시면 좋을 것 같습니다
그림은 LG화학의 배터리 공정입니다. LG화학은 파우치 타입 스택 방식의 대표적인 기업입니다. LG화학의 배터리 제조 공정은 일반적으로 1. 전극(믹싱-코팅-롤프레스-슬리팅-건조) 2. 조립(노칭-라미네이션-스태킹&폴딩-포장) 3. 활성화(1차충방-디가스-2차충방-EOL)의 과정을 거칩니다.
출처 – Toray
Toray에서 보여주는 배터리 제조 프로세스 입니다. 파우치형 제조 방식입니다. 이 그림을 보시면 전극 공정에서 코터, 활성화 공정이 가장 큰 부피를 차지하는 것을 볼 수 있습니다.
1. 전극공정
공정 업체 기타 전극공정 믹싱공정 윤성F&C, 티에스아이 코팅공정 피엔티, 씨아이에스 프레스공정 피엔티, 씨아이에스 슬리팅공정 피엔티, 씨아이에스
1) 믹싱공정
활물질을 슬러리로 만들기 위한 믹싱공정 입니다. 왼쪽과 같은 장비에 활물질이 들어가면 프로펠러가 회전하면서 첨가제를 투입해 슬러리로 만듭니다.
2) 코팅공정(피엔티)
만들어진 양/음극재 슬러리를 코팅하는 공정입니다. 길이, 높이, 폭이 꽤 큰 2층구조 설비입니다. 2층구조는 양면 코팅을 위해 설계됐습니다. 아랫면 코팅 후 나오면서 윗면을 코팅하는 구조입니다.
2-1) 장비 설명
전지 Coater는 Slot Die Coating Head을 사용하여 정밀한 Coating 두께 조절과, Horizontal Air floating & Roll Supporting Type의 Dry Chamber를 이용하여, 짧은 건조존(열량의 극대화)으로 코팅 스피드를 안정적이고 빠른 코팅이 가능한 설비 입니다. 밀도계의 자동 Feed Back을 받아 Slot Die의 Lip을 자동 조절하는 기능도 개발 하였습니다.
2-2) 장비 모형
출처-Toray
3) 프레스공정(피엔티)
코팅된 전극을 눌러주는 작업입니다. 코팅 후 프레스로 열을 가해 눌러줘 밀도를 높이는 과정입니다.
3-1) 장비 설명
PNT’s Roll Press Machine은 전극 합제가 Coating 된 Metal Foil (Al / Cu)을 Roll Press를 이용하여 Foil의 두께 감소 & 밀도 증가시키고, Foil의 폭과 길이에 대한 편차를 일정한 Spec 또는 그 이하로 제작하는 장비입니다. 또한 Pre-Heating Roll 및 Press Roll의 온도는 상온에서 Max. 150℃(±1.5℃)까지 설정이 가능합니다. Pressing시 발생하는 주름 방지의 Know-How를 가지고 있습니다.
3-2) 장비 모형
출처 – Toray
피엔티 장비와는 조금 다른 구조입니다. 장비 업체별 기술력 차이로 나타나는 현상입니다.
4) 슬리팅공정(피엔티)
프레싱을 하고 난 후 극판을 배터리 크기에 맞게 슬리팅 하는 공정입니다. 칼날을 이용해 크기에 맞게끔 슬리팅을 합니다.
4-1) 장비 설명
피엔티의 전지 슬리터는 전극 합제가 Coating 된 Metal Foil(AL or Cu)을 슬리팅에 적합하도록 최적화 설계가 되어 있어, 최대 100m/min의 속도에서도 2~8Kgf이하의 장력으로 사용하실 수 있으며 고속에서도 진동이 거의 없어, 안정적인 슬리팅이 가능합니다. 슬리터와 함께 Vision &고속Label System(Speed : 60m/min/±25mm)을 구축하고 있습니다. 슬리팅시 Burr은 10micron이내로 되며, 코팅이 안된 무지부 슬리팅에도 적합한 노하우 를 가지고 있음.
5) 드라이공정
배터리는 민감합니다. 이물질 투입을 방지하기 위해 건조작업이 필수입니다.
5-1) 장비 설명
Roll to Roll 건조 설비는 Coating & Pressing 이후에 전지 극판에 남아 있는 수분을 열풍 건조를 통하여, 극판의 수분을 최소화 하는 설비입니다. 피엔티만의 기술을 통해 건조 전후의 극 격한 온도 편차 및 극판을 축적할 때, 발생하는 주름 현상을 주름을 최소화 할 수 있습니다.
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감사합니다.
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배터리 시대, 이젠 제조공정부터 알자!
배터리 시대, 이젠 제조공정부터 알자!
15기 김상재
2019년 노벨화학상 수상자로 ‘리튬 이온 배터리’를 개발한 존 구디너프, 스탠리 위팅엄, 요시노 아키라(영문명 : John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham, Akira Yoshino) 라는 세 명의 연구자들이 선정되었다. 그들이 개발한 강력한 충전식 배터리는 휴대폰 및 노트북과 같은 무선 전자 장치의 기초를 마련했으며 전기 자동차에 전력을 공급하는 것부터 저장에 이르기까지 모든 것에 사용되고 있다.
[자료 1 : 리튬원소]출처 : Scientific Background on the Nobel Prize in Chemistry 2019 : LITHIUM-ION BATTERIES
리튬 이온 배터리는 가장 대표적인 이차전지로 외부의 전기 에너지를 화학 에너지의 형태로 바꾸어 저장해 재사용 할 수 있게 만든 것이다. 즉, 충방전을 반복하면서 재사용할 수 있는 전지를 의미한다. 이를 통해 세계적인 재생 가능한 에너지원으로 도약하였고 새로운 재충전 세계의 기초를 만드는 데 큰 역할을 했다고 할 수 있다.
리튬이온배터리 이외에 주로 쓰이는 이차 전지는 자동차의 납 축전지, 니켈카드뮴 전지, 니켈수소 전지 휴대전화, 스마트폰의 리튬 이온 폴리머 전지, 리튬인산철 전지 등이 있다.
반도체 시대를 넘어 배터리 시대가 도래했다고 해도 과언이 아닌 현재 상황이다. 사실 현재 배터리 자체에 대한 많은 정보들은 있지만 차세대 배터리로 나아가는 과정에서 도입되는 새로운 배터리 제조 공정에 대해 관심이 부족하기 때문에 이에 주목해 소개하려 한다. 배터리에 대한 다른 내용으로는 양극재, 음극재를 중심으로 배터리의 구조, 재료 등에 대해 다룬 기사를 참고하면 좋을 것이다. [기사 참고 : https://renewableenergyfollowers.org/2858]
먼저 리튬 이온 전지는 제조 공정은 크게 전극 공정(극판 공정), 조립 공정, 화성 공정의 3단계로 구분된다.
[자료 2 : 제조공정 흐름도]출처 : 한국산학기술학회 논문지, 19(3), 14-20
극판 공정은 배터리를 만들 때 가장 기본이 되는 공정으로 배터리가 되기 위해서는 양극과 음극이 배터리 내부에 들어가야 한다. 이 극판공정에서 양극판, 음극판을 만드는 것이다.
극판공정 내 순서는 믹싱-코팅-프레스-슬리팅으로 이 과정이 진행된 뒤 일정 시간 가열처리를 하여 극판 공정을 마무리하게 된다.
-믹싱 (mixing) : 활물질에 도전제, 바인더를 넣고 섞는 단계
-코팅 (coating) : 활물질, 도전제, 바인더가 고루 섞인 슬러리(slurry)를 재료 위에 도포하는 단계
-프레스 (press) : 재료와 활물질이 잘 붙도록 압축하는 단계
-슬리팅 (slitting) : 배터리 조립공정을 위해 사이즈를 조절하는 단계
[자료 3 : 리튬 이온 전지의 제조 공정 중 전극 공정(극판 공정)]출처 : 삼성SDI
다음으로 조립공정은 극판 공정을 통해 만들어진 양극판과 음극판을 조립해서 배터리를 만들어나가는 과정이다. 조립공정 내 순서는 와인딩-조립-전해액 주입이며 이 과정을 마치면 조립공정이 완료된다.
-와인딩 (winding) : 양극, 분리막, 음극을 겹쳐서 말아주는 단계
조립공정 내 순서는 와인딩-조립-전해액 주입이며 이 과정을 마치면 조립공정이 완료된다.
-조립 (assembly) : 실제 배터리 기능을 할 수 있게 하는 J/R(젤리 롤 : 와인딩을 통해 말린 것)을 캔에 삽입하고 용접하는 단계
-전해액 주입 : 전해액을 주입하고 밀봉하는 단계
[자료 4 : 리튬 이온 전지의 제조 공정 중 조립공정]출처 : 삼성SDI
마지막으로 화성공정은 배터리를 활성시키는 과정으로 전기를 띠게 하는 최종 마무리 과정이다.
화성공정 내 순서는 충, 방전-최종 검사이며 고기를 에이징 하는 것처럼 지금까지 만들어진 배터리를 정해진 온도, 습도에서 일정 시간 동안 보관하게 된다. 이를 통해 배터리 내부에 주입했던 전해액이 충분히 분산될 수 있도록 하여 이온의 이동을 최적화한다.
이후 배터리가 활성화된 상태에서 배터리의 사용목적에 맞춰 일정 조건에서 방치하여 여러 가지 변수들을 측정해 불량품을 선별해내는 최종 검사 작업을 하게 된다.
이차전지는 환경 및 에너지 문제와 관련하여 ESS(에너지 저장 시스템)와 EV(전기차)의 필요성이 크게 주목받는 만큼 지속적으로 충방전이 가능한 이차전지는 화석 연료 의존도와 이산화탄소 배출량을 감소시킬 수 있는 대표적인 친환경 녹색 기술로 가능성을 가지고 있다. 위의 가능성과 더불어 성능 개선에 대한 요구도 크게 증가하고 있다.
[자료 5 : 차세대 이차전지들]출처 : 한국과학기술연구원
하지만 고성능 이차전지는 소형화를 할수록 안정성이 나빠져 저장 에너지의 밀도를 높이기가 어렵기 때문에 전고체 (solid state) 전지, 즉 전해액 대신 고체를 사용하는 이차 전지가 연구되고 있다.
또한 나트륨 전지 역시 연구되고 있는데 나트륨 전지는 리튬 전지에 비해 무게가 더 나가기 대문에 효율성 측면에서 약간 불리하다고 할 수 있다. 하지만 삼성SDI, LG화학 등 국내 대표 기업들의 지속가능성 보고서에 따르면 노동착취, 강제노동으로 인한 인간들의 고통 없는 착한 재료를 찾고 있다. 이에 전 세계 어디서든 손쉽고 값싸게 얻을 수 있는 나트륨을 쓴다는 점이 장점으로 리튬보다는 무겁지만 납 축전지보다는 가볍고 에너지 밀도도 약 3배 정도이므로 무게와 부피에 덜 구애받는 전자기기나 전력 저장시설에서의 이용 가능성에 주목하고 있다.
[자료 6 : 배터리 연구개발 트렌드]출처 : 한국과학기술연구원
이차전지의 사용 범위는 소규모, 중규모, 대규모에 가릴 것 없이 광범위하므로 각 개별 용도에 적합한 전지 시스템을 선택적으로 적용하는 것이 효과적이라고 이야기하고 있다.
배터리 연구개발의 트렌드가 고용량, 고출력, 안전성, 저렴한 가격 등의 목표를 잡고 있는데 이를 위해 공통적으로 언급된 부분이 소재이다. “어떤 재료로 어떤 공정을 거쳐서 배터리를 만들어내는가”가 배터리 연구개발에서 빼놓을 수 없는 중요한 요소인 것이다.
앞선 기사에서 언급했던 재료들과 이번 기사에서 언급한 기본적인 배터리 제조 공정에 대한 지식을 통해 추후 더 성장할 배터리 시장의 흐름을 따라가 보면 좋을 것이다.
참고문헌
1) Jianlin Li, Claus Daniel, David Wooda, “Materials processing for lithium-ion batteries”, Journal of Power Sources, 196, 2452-2460, 2011
2) Jeong, Lee, “Electrode design optimization of lithium secondary batteries to
enhance adhesion and deformation capabilities”, Energy, 75, 525-533, 2014
3) 김동진, “이차전지 분리막 수요 급증…2025년까지 연평균 40% 성장 전망”, IT조선, 2020.02.18, http://it.chosun.com/site/data/html_dir/2020/02/18/2020021802483.html
4) 장찬희, 이재천, “전기자동차 리튬이온 배터리 제조공정에서 Loading Level 산포최소화 코팅을 통한 전극 품질개선에 관한 연구”, 한국산학기술학회 논문지, 19(3), 14-20, 2018
5) 엔지니어TV, Youtube Korea, “이차전지 리튬이온 배터리 어떻게 만드나? 공장 견학, 제조 공정 프로세스”, 2019.08.14, https://www.youtube.com/watch?v=Yq41X98CwIg
전기자동차 리튬이온 배터리 제조공정에서 Loading Level 산포최소화 코팅을 통한 전극 품질개선에 관한 연구
전기자동차는 가솔린 자동차와는 달리 배출가스가 없어 친환경 차량을 대표하지만, 장착된 축전지에 충전된 전기로 구동되기 때문에, 1회 충전으로 갈 수 있는 거리가 전지의 에너지 밀도에 의해 좌우된다. 따라서 높은 에너지 밀도를 갖는 리튬이온 전지가 전기자동차용 전지로 유력한 후보이다. 리튬이온 전지의 효율을 지배하는 중요한 구성품은 전극이므로 전극 제조공정은 리튬이온 전지 전체 생산 공정에서 중요한 역할을 한다. 특히 전극의 제조 공정 중 코팅 공정은 성능에 큰 영향을 미치는 매우 중요한 공정이다. 본 논문에서는 전극 제조에서 코팅 공법의 효율성 및 생산성 증대를 위한 혁신적인 공정을 제안하고, 장비 설계 방법 및 개발 결과에 대하여 기술하였다. 구체적으로, 극판 핵심 코팅 품질 25% Upgrade 기술, 제품 고출력/고용량화 에 따른 조립 마진 감소 대응 가능 기술, 그리고 제품 용량 품질 및 조립 공정 수율 향상 기술들에 대한 설계 절차 및 개발방법을 제시하였다. 결과로 리튬이온 배터리의 셀의 제품 수명 개선 효과를 확보 하였다. 기존의 코팅공정과 비교할 때 양극 용량 유지 위해 Target Loading Level 유지, 산포를 향상시켰다(±0.4→±0.3㎎/㎠r감소).
Electric vehicles are environmentally friendly because they emit no exhaust gas, unlike gasoline automobiles. However, since they are driven by the electric power from batteries, the distance they can travel based on a single charge depends on their energy density. Therefore, the lithium-ion battery having a high energy density is a good candidate for the batteries of electric vehicles. Since the electrode is an essential component that governs their efficiency, the electrode manufacturing process plays a vital role in the entire production process of lithium-ion batteries. In particular, the coating process is a critical step in the manufacturing of the electrode, which has a significant influence on its performance. In this paper, we propose an innovative process for improving the efficiency and productivity of the coating process in electrode manufacturing and describe the equipment design method and development results. Specifically, we propose a design procedure and development method in order to improve the core plate coating quality by 25%, using a technology capable of reducing the assembly margin due to its high output/high capacity and improving the product capacity quality and assembly process yield. Using this method, the battery life of the lithium-ion battery cell was improved. Compared with the existing coating process, the target loading level is maintained and dispersed to maintain the anode capacity (± 0.4 → ± 0.3 mg / ㎠r reduction).
[2차 전지 제조 공정] 2차 전지 조립 공정 및 관련 장비 기업
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1. 2차 전지 조립 공정
2차 전지 제조 공정의 전체적인 개요 및 관련 장비 기업에 대해서는 아래 포스팅을 먼저 참고 부탁드립니다.
[2차 전지 제조 공정] 2차 전지 제조 공정 및 관련 장비 기업전체 공정의 17%를 차지하는 조립 공정은 제조된 양극판과 음극판을 분리막과 함께 셀 형태로 조립해 전지 형태로 만들어주는 공정입니다. 배터리 셀의 형태나 제조 업체의 기술에 따라 공정이 달라집니다.
세부적으로는 배터리 셀 형태에 따라 젤리롤(Jelly-Roll, 전극 조립체)을 만드는 방법이 다른데, 각 극의 Tab을 용접하기 위한 무지부(슬러리 코팅이 안된 극판 부분) 제거 공정인 Notching 공정 이후 원통형과 각형의 경우 Winding을 진행하고 파우치형의 경우 Stacking 혹은 Folding을 진행합니다. 이후 만들어진 젤리롤을 케이스에 넣은 후 양극과 음극의 탭을 접착시키는 Welding, 전해액 Filling, Packaging 순으로 진행됩니다.
파우치형 전지의 경우 전해액 주입 후 충방전을 하게 되면 내부에 가스가 생기게 되어 최종 Packaging 공정 전에 Degassing 공정이 추가됩니다.
조립공정은 외부 수분과의 접촉을 방지하기 위해 Vaccum Dry Room에서 진행됩니다.
2. 첫번째 : 노칭 (Notching) 공정
노칭 공정은 슬러리 코팅이 안된 각 극판부 (무지부라고 함, 양극은 알류미늄박, 음극은 동박)에서 Tab을 접지하기 위한 부분을 남기고 제거하는 공정입니다.
전지의 형태에 따라 남기는 무지부의 위치와 모양이 조금씩 다릅니다.
전지 형태 별 전지판 및 Tab 형태 (출처 : 메리츠증권 리서치센터)
기존 노칭장비의 경우 프레스 방식의 펀칭 장비를 사용하였으나 칼날 마모로 인한 탭 모양 불균일성과 절단시 이물질이 발생할 수 있어 현재는 주로 레이저 장비를 사용합니다. 레이저 방식의 경우 프레스 방식보다 장력이 20% 가량 절감되어 공정 중 양 극판의 파단 발생률이 적고 가동률이 50% 이상 향상되었다고 합니다.
노칭 공정의 장비는 공정의 고속화 및 절단부를 일정하게 만들어주는 기술이 필요합니다.
파우치형 전지의 노칭 공정 (출처 : RWTH)
관련 장비 업체로는 국내의 피엔티, 엠플러스, 필옵틱스, 디이엔티, 디에이테크놀로지 등이 있으며, 중국의 선도지능장비(리드차이나)가 있습니다.
현재는 국내 업체들의 기술력이 뛰어나 해외 경쟁사의 진입이 어렵다고 합니다.
피엔티와 필옵틱스는 삼성 SDI에, 디이엔티는 LG화학에, 엠플러스는 SK이노베이션과 유럽 Northvolt 社에 주로 노칭 장비를 납품하고 있습니다.
[2차 전지 제조 공정] 엠플러스 기업 분석 (조립 공정 장비 기업)3. 두번째 : 와인딩(Winding) 공정 – 원형, 각형
와인딩 공정은 원형과 각형 전지에 적용되는 공정으로 음극(Anode), 분리판(Seperator), 양극(Cathode), 분리판(Seperator)을 차례대로 쌓아서 돌돌 말아 만듭니다.
와인딩 공정은 제조 비용이 저렴하고, 공정 속도가 빠르다는 장점이 있으나 충방전이 반복되면서 젤리롤의 형태가 변형될 수 있고, 캔과 젤리롤 사이의 빈공간이 생겨 에너지 밀도가 낮다는 단점이 있습니다.
와인딩 방식과 폴딩 방식 비교 (출처 : LG화학)
전지 형태별 와인딩 공정 (출처 : RWTH)
따라서 각형 전지의 경우도 와인딩 방식에서 스태킹 방식으로 바뀌고 있습니다.
4. 두번째 : 스태킹/폴딩 (Stacking, Folding) 공정 – 파우치형
스태킹 및 폴딩 공정은 음극, 분리판, 양극을 차곡차곡 쌓거나 접는 방식으로, 와인딩 방식의 단점을 보완할 수 있으나 와인딩 방식보다 공정이 까다롭고 시간이 오래 걸려 경제성이 떨어집니다.
LG화학의 경우 음극, 분리판, 양극을 정렬하면서 쌓은 두가지 타입의 Bi-Cell을 만든 후 각 타입을 번갈아가면서 폴딩하는 라미네이션&스태킹 방식을 사용하고 있고, 삼성 SDI와 SK이노베이션의 경우 음극과 양극판은 낱장으로 각각 분리한 후 분리판을 Z 형태로 쌓으면서 그 사이에 전극판을 번갈아가면서 쌓는 Z-스태킹 방식을 사용하고 있습니다.
LG화학의 라미네이션&폴딩 방식 (출처 : LG화학)
Z-폴딩 방식
LG 화학의 라미네이션&폴딩 방식은 LG화학의 독자 기술로 국내의 나인테크가 장비를 독점 납품하고 있습니다.
그외에 와인딩 및 스태킹 장비 기업으로는 국내의 필옵틱스, 디에이테크놀로지, 중국의 선도지능장비(리드차이나), 잉허과기 등이 있습니다.
[2차 전지 제조 공정] 나인테크 기업 분석 (조립 공정 장비 기업)5. 세번째 : 탭 웰딩(Tab Welding) 공정
탭 웰딩 공정은 완성된 전지 형태의 양극과 음극 무지부에 각각 알류미늄과 구리로 된 탭을 접합하는 공정입니다.
초기에는 초음파를 사용해 접합하였으나 최근에는 레이저를 사용한 용접 방법을 사용하고 있습니다.
파우치 형 전지의 탭 웰딩 공정 (출처 : https://patents.google.com/patent/KR101342696B1/ko)
웰딩 공정 관련 장비 업체는 국내의 엠플러스, 필옵틱스가 대표적이며, 일본의 캐논이 경쟁사입니다.
6. 네번째 : 패키징 (Packaging) 공정
웰딩 공정까지 끝나고 나면 완성된 전지를 각각의 형태의 케이스에 넣고 전해액을 주입한 후 밀봉을 하여 패키징 공정을 완료하고, 파우치 형의 경우 추가로 가스를 빼주는 디개싱(Degassing) 작업을 진행합니다.
원형과 각형의 경우 알루미늄의 메탈 케이스에 전지를 넣은 후에 밀봉한 후 전해액을 주입하며, 파우치형의 경우 알루미늄 필름 파우치에 먼저 전극을 넣은 후 케이스에 넣고, 전해액을 주입한 후 1차 충방전을 하면 내부에 가스가 생기는데 이를 제거하는 디개싱 작업을 진행한 후 최종 밀봉을 진행합니다.
조립 공정, 원통형 (출처 : Recycling of Lithium-Ion Batteries, Sergej Rothermel)
조립 공정, 각형 (출처 : Recycling of Lithium-Ion Batteries, Sergej Rothermel)
조립 공정, 파우치형 (출처 : Recycling of Lithium-Ion Batteries, Sergej Rothermel)
패키징 공정 관련 장비 업체로는 국내의 엔에스와 일본의 캐논이 대표적입니다.
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[2차 전지 제조 공정] 2차 전지 제조 공정 및 관련 장비 기업 [2차 전지 제조 공정] 2차 전지 전극 공정 및 관련 장비 기업 [2차 전지 제조 공정] 2차 전지 화성공정 (충방전 공정) 및 관련 장비 기업 [2차 전지 소재] 동박, 전지박 산업 분석 및 관련 기업 (일진머티리얼즈, SKC, 솔루스첨단소재)반응형
리튬 이온 배터리의 생산 공정과 품질 테스트에서 진공 활용은 필수입니다
리튬 이온 배터리
피트니스 트래커나 스마트폰과 같은 개인 전자 기기 시대에 리튬 이온 배터리는 없어서는 안될 필수 요소가 되었습니다. 오늘날 e-모빌리티에서는 리튬 이온 배터리 기술이 주요 성장 요인입니다. 리튬을 기반으로 한 효율적인 에너지 저장 솔루션은 꾸준히 최적화되는 중이며, 예를 들어 전기 자동차의 생산 비용 절감과 주행 거리 증대를 통해 전기 자동차의 e-모빌리티를 다음 단계로 끌어 올리게 될 것입니다. 리튬 이온 배터리의 생산 공정과 품질 테스트에서 진공 활용은 필수입니다.
믹싱:
전극 코팅을 위해 슬러리를 혼합하는 과정에서 기포가 유입되지 않도록 해야 합니다. 진공의 도움을 받으면 슬러리 내부에 기공이 생기는 것을 막을 수 있어서 슬러리가 균일하게 생성됩니다.
진공 건조:
코팅된 전극을 진공 상태에서 건조시키면 잔류 수분이 최소화됩니다. 이 공정이 끝나면 전극은 주로 건조하고 달궈진 방에서 다음 생산 단계를 진행할 준비가 된 것입니다.
전극 충전:
전지를 충전할 때 전해질이 진공 상태에서 고정밀 도징 랜스를 통해 유입됩니다. 전지를 비우는 작업과 불활성 기체를 정화하는 작업을 교대로 실시하는 방식으로 정의된 압력 프로파일을 적용하면 전해질이 균일하게 분포됩니다. 최적화시킨 이 전해질 충진 공정을 거치면 시간과 비용이 많이 드는 다음 습윤 공정 단계에 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
성형:
배터리 셀을 성형하는 동안에는 셀의 첫 번째 충전 공정에서 강한 가스 방출이 생깁니다. 진공 상태의 보호 대기 하에서 방출 가스가 추출되게 됩니다. 이러한 가스에는 독성이 있고 간혹 폭발의 위험성도 있기 때문에 진공 기술에 대한 고객별 요구 사항을 고려해야 합니다.
리크 감지:
배터리의 모든 구성품의 성능이 장기적으로 보장되고 안전하게 작동할 수 있으려면 리크 감지가 품질 관리에 있어서 필수적인 단계입니다. 이 단계는 배터리 셀, 셀 구성품, 냉각 회로, 배터리 모듈과 해당 부품뿐 아니라 전체 배터리 팩에 적용됩니다. 시스템의 안전하고 신뢰할 수 있는 작동을 보장하려면 모든 단계에서 배터리에 습기가 유입되지 않도록 보호해야 합니다.
모바일 솔루션이 장기간 작동할 수 있도록 하기 위해 완성된 배터리는 “최종 단계(end of line)”에서 누출 테스트를 거치게 됩니다.
응용 분야 요구 사항
건조, 충진, 성형 공정에서 유독성 가스에 대한 저항성이 높은 건식 펌프
배터리 구성품 및 배터리 셀의 누출에 대한 고감도 감지
배터리 팩 및 냉각 회로의 통합 및 정량 누출 테스트
제품 포트폴리오
Pfeiffer Vacuum은 신뢰할 수 있고 사용자 정의할 수 있는 펌핑 시스템에서 진공 생성이나 리크 감지 방법에 이르기까지 각 생산 공정 단계의 요구조건을 효과적으로 충족시키는 진공 기술을 제공하고 있습니다. Pfeiffer Vacuum은 공급망과 생산망을 개발하는 동안 모든 생산 및 품질 보증 단계에 맞는 엔지니어링 솔루션과 컨설턴트 솔루션을 제공하는 여러분의 파트너입니다.
키워드에 대한 정보 배터리 제조 공정
다음은 Bing에서 배터리 제조 공정 주제에 대한 검색 결과입니다. 필요한 경우 더 읽을 수 있습니다.
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사람들이 주제에 대해 자주 검색하는 키워드 이차전지 리튬이온 배터리 어떻게 만드나? 공장 견학, 제조 공정 프로세스[자막] (Lithium ion battery production process, How made it?)
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