배터리 제조의 두 번째 단계 ‘조립 공정’에서는 배터리의 형태를 만듭니다. 조립 공정은 배터리의 모양에 따라 제조 순서와 방법이 달라지는데요. 가벼우면서도 에너지 밀도가 높은 특징을 가진 파우치 배터리의 조립 공정은 어떻게 진행될까요? 인포그래픽을 통해 살펴보겠습니다.
모노셀(Mono-Cell) 만들기
파우치 케이스의 포켓에 배터리 소재를 넣으려면 먼저 모노셀(Mono-Cell)이 필요합니다. 모노셀은 전극과 분리막 여러 개가 결합한 배터리의 기본 단위 셀이며, ‘분리막-중앙 전극-분리막-외곽 전극’과 같은 형태의 적층 구조 가집니다.
라미네이션&스태킹 공법 적용하기
모노셀에는 LG에너지솔루션이 독자 개발한 ‘라미네이션&스태킹(Lamination & Stacking)’ 공법이 적용됩니다. 이 공법은 배터리 소재를 빈틈 없이 쌓아 케이스 안의 공간 효율을 극대화하고, 배터리의 에너지 밀도와 안전성을 높여줄 수 있는 기술입니다.
먼저, 만들어 둔 모노셀에 분리막과 음극으로만 구성된 하프셀(Half-Cell)을 붙이는 작업인 라미네이션(Lamination) 작업이 진행됩니다. 정렬한 후 분리막을 기준으로 음극과 양극을 쌓는 ‘스태킹(Stacking)’ 작업을 반복하면 극판과 분리막이 층층이 쌓인 배터리 소재가 완성됩니다.
파우치 케이스 만들기와 스택셀 조립
라미네이션&스태킹 공정으로 모노셀을 층층이 쌓아 만들어진 ‘스택셀’에 리드를 용접합니다. 그다음 파우치 필름을 압착해 스택셀을 삽입 및 조립합니다. 이때 스택셀이 위치한 전극 포켓과, 가스를 보관하는 가스 포켓이 만들어집니다. 스택셀이 삽입되면 양옆과 하단부를 실링툴을 활용해 열과 압력으로 밀봉합니다.
전해질 주입하기
가스 포켓을 통해 전극 포켓의 기공까지 전해질을 주입합니다. 전해질을 모두 주입한 후, 주입구를 실링 툴로 밀봉합니다. 조립 공정 이후에 가스 포켓에 불필요한 가스가 모이게 되는데요. 이는 이후 활성화 공정 중에서 디개싱(Degassing) 공정을 통해 제거하게 됩니다.
지금까지 파우치 배터리의 조립 공정을 빠르게 살펴보았는데요!
LG에너지솔루션은 라미네이션&스태킹의 차별화된 제조 공법을 바탕으로 파우치 배터리의 생산성과 품질을 업그레이드 해나가고 있습니다.