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삼프로TV '업종 기초교육과 실전 투자 전략' 2차전지 기초'를 듣고 요약한 내용입니다.(아래 링크 참고)
깊이가 다른 경제 콘텐츠 Page2
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1. 전기차 배터리 구성요소(셀, 모듈, 팩)
BEV(전기자동차)에 들어가는 2차전지(배터리) 조립의 일반적으로 셀→모듈→팩 단계로 이루어집니다.
일단 셀(Cell)이란 '리튬이온 배터리'의 기본 단위이며 배터리의 4대 소재(양극재, 음극재, 분리막, 전해질 등)가 들어 있습니다. 그리고 셀을 일정한 개수로 묶어 프레임에 넣은 조립체(Assembly)를 모듈(Module)이라고 하며, 모듈에 냉각시스템, 관리시스템 등과 같은 각종 제어, 보호시스템을 장착하여 완성되는 최종 단위를 팩(Pack)이라고 합니다.
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2. 전기차 배터리 생산공정
전기차 배터리의 생산공정을 요약하면 그림과 같습니다.
공정별 세부내용을 살펴보면 크게 '전극 공정 → 조립 공정 → 화성 공정'으로 분류되며 공정별 세부내용은 다음과 같습니다.
1) 전극 공정
① Mixing
- 활물질에 도전제, 용매를 섞는 과정
- 활물질은 일종의 촉매제 정도라고 생각하면 됨
② Coating
- 알루미늄, 구리박 위에 Mixing과정에서 섞은 용액을 코팅
- 양극에는 알루미늄 박막 사용
- 음극에는 구리 박막 사용
③ Drying
- Dry air(열풍)을 분사하여 용매를 증발시키는 공정
④ Calendering
- Roll의 가압으로 눌러주는(Pressing) 과정
- 눌러주는 과정에서 에너지 밀도가 높아질 수 있음
⑤ Slit&Vacuum Drying
- 사이즈에 맞게 자르는 과정
- 장시간 건조를 통해 수분 등을 제거
2) 조립 공정
① Winding/Stacking
- 전극을 말아 젤리(Jelly-Role)를 형성
- 자른 것을 말아내는 과정 정도라고 생각
② Jelly-Roll insert
- 말아낸 젤리(Jelly-Role)를 삽입
- 사전에 제작된 용기에 집어넣는 과정 정도라고 생각
③ Tab Welding
- 탭을 사전에 제작된 용기(캔/파우치 등) 내부에 용접
- 탭(Tab)는 전지 내부의 Li(리튬 전자)이 양극(+)과 음극(-) 사이로 왔다갔다할 수 있게 하는 다리의 역할을 수행한다고 이해하면 됨
④ Electrolyte Filling
- 전해액을 주입하는 과정
⑤ Cell closing & Washing
- 셀 밀봉 후 표면 세척
3) 화성 공정
① Aging
- 상온/고온 보관하면서 전해액 골고루 분산
- 전해액은 리튬 전자를 양극과 음극으로 고르게 퍼져나갈 수 있도록 하는 역할 수행
② Formation
- 충전과 방전을 반복하여 용량과 전지상태 검사
- 일종의 성능 테스트 정도라고 생각하면 됨
③ Inspection / Module & Pack Assembly
- 안전성 등과 관련된 각종 검사 실시
- 셀을 모아 모듈, 팩으로 조립하는 과정
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