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.
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
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
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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