배터리 생산
청정 에너지를 위한 진공 및 리크 감지 솔루션
에너지 저장 및 e-모빌리티
지구 온난화를 방지하기 위해 환경 친화적인 기술 솔루션이 과거 어 느 때보다 필요한 시점입니다. 전 세계의 이산화탄소 배출량은 대기 중 400 ppm이라는 임계값을 초과했으며 100년이 채 안 되는 동안에 평균 온도가 거의 1°C 높아졌습니다.
화석 에너지에서 재생 에너지로의 전환이 지속성을 가지려면 배터리 나 플라이휠과 같은 고효율 단기 저장 매체가 필요합니다. 가장 유망 한 미래 에너지 저장 옵션 중 하나가 바로 전력망 성능의 전기 자동 차입니다. 이 옵션은 환경 친화적인 모빌리티라는 장점 외에도 태양 광 전지 설치와 같이 재생 가능한 소스로부터 이용 가능할 때마다 에 너지를 최적합하게 사용하여 전력 시스템의 유연성을 높여줍니다.
일반
배터리는 우리의 일상 생활에서 필수적인 요소가 되었으며, 리튬 이 온 배터리가 특히 그렇습니다. 배터리는 노트북이나 스마트폰, 기타 웨어러블 장치 등의 모바일 장치에 사용되고 있습니다. 자동차에 동 력을 공급하는 데에도 사용됩니다. 그러나 컴팩트한 이 전기 저장 장 치는 어떻게 제조되고 있으며 진공이나 리크 감지와 어떤 연관성이 있을까요?
이 브로셔에서는 오늘날 가장 필요한 기술로 제조하는 데 있어서 생 산과 관련된 진공 응용 부문을 자세히 살펴보고 이러한 질문에 대한 답을 찾아 보겠습니다. 리튬 이온 배터리.
e-모빌리티
모빌리티는 갈수록 보다 더 기후 친화적이 되어야 합니다. 교통량으 로 인한 CO2 배출량은 전 세계 CO2 배출량의 약 24%1) 에 달합니다. 따라서 모빌리티는 우리의 환경에 상당한 영향을 미치고 있습니다. 게다가 CO2 대기 방출량은 갈수록 늘어나는 추세입니다. 그 결과 지 구 온난화 현상이 가속화되고 있습니다. 배터리에는 모빌리티로 인 한 CO2 배출량을 줄일 수 있는 잠재력이 있습니다. 이 뿐 아니라 재 생 가능한 에너지원을 에너지 저장에 사용할 수도 있습니다.
전력망 안정성
배터리 저장 시스템을 전력망 안정화에 사용할 수도 있습니다. 송전
주파수의 단기적 변동을 안정화하여 전력망 안정성을 확보하는 것이 그 목적입니다. 이러한 변동을 보상할 수 있으려면 가능한 한 빨리 수요에 맞춰 전력망에 에너지를 공급하거나 전력망으로부터 전력을 회수해야 합니다. 배터리 저장 시스템은 이러한 전력망 변동에 신속 하게 대응하는 용도로 최적합합니다.
미래 기술
액체 전해질을 사용하는 리튬 이온 배터리 셀뿐 아니라 고체 전해질 을 사용하는 “고체 배터리”라고 불리는 차세대 리튬 이온 배터리에 대한 연구 역시 이미 진행 중에 있습니다. 그러면 다른 진공 응용 분 야가 리튬 이온 배터리의 현재 생산 공정에 비해 활기를 띠게 될 것 입니다. 그러나 차세대 배터리가 시장에 선보이게 될 때까지는 좀 더 많은 시간이 필요할 것입니다.
기초 연구
배터리 구성품은 배터리 생산에서 중요한 역할을 합니다. 배터리 셀의 성능 특성이나 수명에 커다란 영향을 미치는 전극의 구성과 구조가 특 히 그러합니다. 더 나아가서 진공 상태에서 진행되는 코팅 공정에서는 전극 간 경계층의 부식이나 기타 부정적 요인으로부터 배터리를 보호 하는 것이 중요합니다. 배터리 하우징도 빼놓을 수 없습니다. 습기가 배터리에 침투하여 치명적인 성능 저하를 유발하지 못하도록 하려면 기밀도가 반드시 높아야 합니다. 따라서 기초 연구가 대단히 중요합니 다.
믹싱
셀 전극 코팅용 슬러리를 혼합하는 과정에는 기포 유입을 막는 공정이 반드시 필요합니다. 진공을 활용하면 슬러리 내부에 기포가 생기는 것 을 막을 수 있어서 슬러리가 균일하게 생성됩니다.
*진공 건조 *
재료의 심층 건조는 배터리 생산에서 중요한 단계입니다. 셀에 습기가 남아 있으면 성능이 급격히 저하되고 조기 노화가 발생합니다. 진공 상 태에서 셀의 코팅된 전극을 건조하면 잔류 습기를 최소화되고 건조실 에서 다음 생산 단계로 넘어갈 수 있도록 전극이 준비됩니다.
전해액 충진
전지를 충전할 때 전해액이 진공 상태에서 고정밀 도징 랜스를 통해 유 입됩니다. 셀을 배기하는 작업과 셀의 불활성 기체를 퍼지하는 작업을 교대로 실시하는 방식으로 정의된 압력 프로필을 적용하면 모세관 효 과가 활성화됩니다. 이렇게 하면 전해액이 균일하게 분포됩니다. 최적 화된 이 습윤 공정을 거치면 셀의 품질이 향상되고 수명이 늘어납니다.
성형/탈기
배터리 셀 성형 공정에서는 셀의 첫 번째 충전 공정에서 강한 기체 방 출이 생깁니다. 진공 상태의 보호 대기 하에서 방출 가스가 추출되게 됩니다. 이러한 가스에는 독성이 있고 간혹 폭발의 위험성도 있기 때문 에 진공 기술에 대한 고객별 요구 사항을 고려해야 합니다.
양산 전수 검사 테스트
생산이 끝났을 때 배터리 셀은 제조업체의 품질 수준을 충족해야 합니다. 전기 안전이나 리크 방지뿐 아니라 최종 고객의 주문 사양도 양산 전수 검사 테스트를 실시하는 주요 이유입니다. 현재와 미래의 수요는 양과 질 양쪽 측면에서 100% 테스트가 필요하기 때문에 긴 주기 시간 이 충족되어야 합니다.
리크 감지
배터리의 성능이 장기적으로 보장되고 안전하게 작동할 수 있으려면 리크 감지가 품질 관리에 있어서 필수적인 단계입니다. 이 공정은 배터 리 구성품과 냉각, 배터리 모듈 그리고 배터리 팩에 적용됩니다. 시스 템의 안전을 보장할 수 있으려면 셀에 습기가 유입되지 않도록 보호해 야 합니다.
배터리 재활용
기존 모빌리티에서 전기적 모빌리티로 전환할 수 있으려면 자원의 가용성이 보장되어야 합니다. 여타 모든 제품에서와 마찬가지로 재활용 은 자원을 계속해서 새로 채굴해야 하는 과정을 줄일 수 있는 비용 효 율적이고 지속 가능한 방법입니다. 새로운 유망한 재활용 방법에서는 진공 상태에서 공정을 이용하여 91%까지 재활용률에 높일 수 있습니 다.
이것은 발췌한 내용일 뿐입니다.
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