지난 시간 파우치 배터리에 이어 ‘원통형 배터리’의 조립 과정을 살펴보겠습니다. 우리에게 가장 익숙한 형태이면서, 안전하고 대량생산이 가능한 원통형 배터리의 조립 공정은 어떤 단계를 거쳐 완성될까요? 인포그래픽을 통해 함께 알아보겠습니다.
와인딩 공법 적용
먼저, 와인더(Winder)라는 기계를 사용해 전극 공정을 마친 양극 롤과 음극 롤, 그리고 분리막 롤 2개, 총 4개의 롤을 장착한 후 맨드릴(Mandrel)에 감습니다. 그리고 적당한 크기로 잘라 젤리롤 형태를 만들어 줍니다.
젤리롤 탭 용접
와인딩 공법을 적용한 젤리롤이 만들어지면 양극 무지부에는 알루미늄 탭을, 음극 무지부에는 구리 탭을 붙여 용접합니다.
탭 가공 & 캔 삽입
이후 원통형 배터리 캔 안에 젤리롤을 넣어주는데, 이때 양극(알루미늄) 탭은 갈고리 모양으로, 음극탭은 직각으로 벤딩(bending)되어 캔(Can) 바닥과 용접되고, 양극탭은 구부러지지 않은 형태로 상단 캡(탑 캡)과 용접됩니다. 용접 후에는 *비딩(Beading)으로 셀(Cell)의 목을 만들어 이후 상단 캡(Top Cap)이 올라갈 수 있게 합니다.
*비딩(Beading): 저항 용접, 용접 비드(bead)가 점 모양으로 된다고 해 스폿 용접(Spot Welding)이라고도 부른다.
전해질 주입
이제 캔 속을 진공 상태로 만들고, 노즐을 통해 정량의 전해질(액)을 주입합니다. 그리고 전극의 기공을 통해 전해액이 잘 스며들 수 있도록 압력을 가합니다. 전해액 주입이 끝나면 *크림핑(Crimping)과 사이징(Sizing)으로 상단 캡과 캔을 밀봉하여 공정을 마무리합니다.
*크림핑(Crimping): 기계적으로 밀봉하는 것
이렇게 조립이 끝난 원통형 배터리는 전극의 쇼트를 방지하기 위해 절연 튜브를 씌워, 캔의 양극과 음극을 구분시켜 줍니다. 그럼 비로소 우리가 생활 속에서 흔히 접하는 원통형 배터리의 모습을 갖추게 되는 것이죠. 다음 시간에는 조립이 끝난 배터리에 전기 에너지를 부여해주는 활성화 공정을 자세히 살펴보도록 하겠습니다.