|
|
|
|
배터리 전극 제조공정 결함 완화 연구
|
|
순천향대 나노화학공학과 김동재 교수
|
|
2024년 04월 23일(화) 17:10 [(주)온양신문사] 
|
|
|
배터리 제조 공정 최적화 및 제품 품질 관리 기여
국제학술지 ‘Journal of Power Sources’ 4월호 게재
|
| | ↑↑ ▲순천향대 공과대학 나노화학공학과 김동재 교수 | ⓒ (주)온양신문사 |
순천향대학교(총장 김승우) 나노화학공학과 김동재 교수는 배터리 전극 대량 생산에서 발생하는 가장자리 돌출* 결함을 극복해 배터리 전극 제조 공정 효율화를 위한 연구에 박차를 가했다고 23일 밝혔다.
*가장자리 돌출 결함 (Heavy Edge) : 코팅 공정을 통해 만들어진 전극의 두께가 일정하지 않고, 측면의 두께가 증가하는 현상.
최근 리튬이온 배터리가 핵심 구성 요소로 사용되는 제품의 시장 규모 증가로, 전기 자동차, 에너지 저장 시스템 등의 제품 수요가 급격히 증가하고 있고, 이러한 수요의 증가로 고품질, 고성능의 배터리를 효과적으로 제조하는 공정의 중요성이 대두되고 있다.
배터리 전극 대량 생산에 주로 사용되는 코팅 공정에서 다양한 코팅 결함이 발생할 수 있는데, 그 중 ‘가장자리 돌출’이라고 불리는 현상은 제조된 전극의 두께가 중앙보다 측면이 두껍게 형성되는 코팅 결함을 뜻한다.
해당 결함은 후처리 공정에도 응력 불균형으로 인한 전극의 주름(electrode corrugation)을 야기하여 제품 불량으로 이어질 수 있어, 이러한 결함을 완화하는 것은 매우 중요한 과제이나, 현재까지는 정확한 요인이나 원인을 파악하지 못하고 있는 실정이다.
김 교수 연구팀은 가장자리 돌출 현상을 이해하고 개선 전략을 제안하기 위해 서울대 화학생물공학부 남재욱 교수, 이규태 교수 연구팀과 함께 상업적 대량 생산 조건에 해당하는 다양한 공정 매개 변수를 사용해 실험실용 블레이드 코팅*으로 배터리 전극을 만들고, 유변학적, 통계학적, 전기화학적 분석을 수행했다.
*블레이드 코팅 : 얇은 판과 칼날(Blade) 사이 코팅 물질을 두고, 기판을 일정 속도로 움직여 물질을 균일하게 코팅하는 기술.
이에 따라 통계학과 머신러닝 해석을 기반으로 코팅 간격 (Coating gap)이 가장자리 돌출 결함의 정도에 가장 중요한 영향을 미친다는 것을 확인했다.
또한 응력-변형 모델링을 통해 가장자리 돌출 형상과 공정 조건 간의 상관관계를 도출해 낼 수 있었다.
공동 주저자인 김동재 교수는 “전극 제조 공정의 중요성은 많은 연구자가 인지하고 있으나 그 시스템의 복잡성으로 인해, 현재 산업계에서는 여러 상황에서 얻은 시행착오에 따른 경험에 기반한 공정설계가 진행되고 있다”라며 “이번 연구를 심도 있게 진행하면 가장자리 돌출 결함을 감소시킬 수 있는 최적의 공정 조업 조건을 확보할 수 있을 것이며, 이는 배터리 제조 공정의 최적화 및 제품의 품질 관리에 기여할 수 있을 것으로 기대된다”라고 말했다.
연구 결과는 최근 ‘블레이드 코팅 공정을 사용한 배터리 전극의 가장자리 돌출 감소 분석(Analysis of side heavy edge reduction of battery electrode using high speed blade coating process)’ 라는 제목으로 국제학술지 Journal of Power Sources (IF: 9.2, Electrochemistry 분야 30개 저널 중 4위 상위 11.7%, 2022 JCR 기준) 4월호에 게재됐다.
|
|
|
|
온양신문사 기자  ionyang@hanmail.net
“지역정신 온양신문”
- Copyrights ⓒ(주)온양신문사.
무단 전재 및 재배포 금지 -
|
|
|
|
 (주)온양신문사
기사목록 | 기사제공 : (주)온양신문사
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 최근기사
|
|
|
|
|
 올바른 분리배출과 폐기물 감량의..
|
|
“통했다, 충남의 힘!” 전국장애..
|
|
‘히어로마인드’ 참여자와 함께 ..
|
|
충남경찰청, 어르신 교통안전 확..
|
|
충남도, ‘2026 대한민국 지방지..
|
|
아산경찰서, 호서대 내 불법촬영 ..
|
|
“장애를 보는 시선에서, 사람을 ..
|
|
충남도, 하반기 예비사회적기업 ..
|
|
“국립휴양공원 최적지는 서천”
|
|
[기고] 보훈가족을 만나러 가는 ..
|
|
북부체험교육원, 영유아의 건강한..
|
|
충남청년센터, 청년도전지원사업 ..
|
|
충남테크노파크, 독일 ‘오토메카..
|
|
충남어린이인성학습원, ‘생애주..
|
|
충남어린이인성학습원, 고소한 향..
|
|
충남사회서비스원, 충청남도 통합..
|
|
박수현 지사 “국가정보자원관리..
|
|
아산교육지원청, 학부모와 함께 ..
|
|
청소년참여위원회, 정책제안에서 ..
|
|
아산교육지원청, 환경 정화 활동..
|
|
|
커뮤니티
