엔지닉 2차전지 빡공스터디 3일차 학습후기

이번 강의에서는 2차전지의 제저기술 및 공정과정에 대해 자세히 설명해준다.

전지의 유형이 어떤것이 있는지, 각각의 공정 과정에서는 무엇을 하는지를 배울 수 있었다.

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제조공정은 다음 사진과 같이 이루어진다

1. 전지제조 개요  

-> 전지는 원통형, 각형, 파우치형으로 나눌 수 있다. 이 모양에 따라 조립 공정 과정이 달라지며 각각이 쓰이는 곳도 다르다. 생산성은 원통형>각형>파우치형 순서로 원통형 전지는 자동화가 좋기 때문이다.

2. 2차전지 공정

-> 공정은 여러가지 process가 있다. 믹싱, 코팅 압연, 전극제조, 전극조립, 화성 순으로 이루어진다.

믹싱공정 : 양극공정과 음극공정으로 나눌 수 있다. 양극 믹싱공정은 96%의 활물질과 2%의 ㅈㄴ도물질을 믹싱하는 공정이고, 음극 믹싱공정은 전기전도도가 높기에 쌍봉형태의 입도 분포를 가지는 분말을 사용한다고 한다.

코팅공정 : 코팅공정의 방식에는 속도가 빠른 slit die 방식과 정확도가 높은 comma roll 방식이 있다. 코팅공정에서 전지 설게에 대한 대부분의 변수가 결정되므로 이 공정 과정이 매우 중요하다. 소형 2차전지에는 간헐 코팅 방식을,  중/대형 2차전지에는 strip 코팅 방식을 사용한다. 이 때 코팅 공정에서 중요한 설계변수로는 로딩량이 있는데 전극에 쌓을 수 있는 에너지률을 말한다.

후속 공정 : 전극의 두께를 줄여 밀도를 높이는 압연공정, 전극을 자르는 슬리팅 공정, 전극의 수분을 제거하는 진공건조 공정이 있다.

전극 조립 : 조립은 습도가 낮은 Dry room에서 진행되며 이를 유지하는데 큰 비용이 들어간다고 한다. 또한 조립공정은 전지 형태에 따라 달라진다. 원통형 전지는 와인딩 -> Tab용접 -> 전해액 주입 -> 전지 밀봉의 과정을, 각형 전지는 와인딩 -> Tab용접 -> 레이저 용접 -> 전해액 주입 -> 주입구 밀봉의 과정을, 파우치 전지는 파우치 성형 -> 젤리롤 제조 -> 전해액 주입 -> De-gassing 과정을 거친다.

화성공정 : 전지를 활성화시키는 Formation, 채널을 안정시키는 Aging, 리튬이온 전지에서만 하는 불량선별 공정이 있다.

3. 전지 수명열화

-> 전지는 3단계에 거쳐 수명이 닳아진다. 첫번째로는 젤리롤의 변형이일어나고, 그다음으로는 음극의 SEI 필름이 파괴되며 마지막으로는 전해액이 고갈되어 전지의 수명이 다하게 된다.