한국 배터리 제조 설비 업체 현황-조립 공정

각 공정별 배터리 제조 설비 업체 현황

조립공정

조립공정은 전극 공정을 통해 제조된 양극판과 음극판을 분리막과 같이 배터리 형태에 따라서 조립하는 공정으로 리튬이온 배터리 라인 투자의 약 17%를 차지한다. 
조립 공정은 배터리의 형태나 배터리 업체가 어떤 공정 혹은 기술을 선택하느냐에 따라 공정이 변화한다.
배터리의 종류에 따라 원통형, 각형, 파우치타입으로 나뉘며 각형과 파우치 타입의 경우에는 전극과 세퍼레이터를 쌓는 방법에 따라 권취형과 적층형으로 나누인다.
양극과 음극단의 탭을 붙이는 웰딩과정을 거친 후 캔에 넣는데, 각형과 원통형의 경우는 알루미늄 메탈 캔과  니켈이 도금된 스틸 캔이 케이스 역할을 하며, 파우치형의 경우는 알루미늄 베이스의 필름 파우치가 케이스 역할을 한다.
각형, 원통형은 레이저로 용접한 후, 전해액을 주입하는 반면, 파우치형은 전해액 주입 후 열을가해 밀봉하고 배터리 형태로 절단하게 된다.
파우치형은 전해액 주입 후 1차 충방전을 하게 되면 가스가 차 부풀게 되므로 최종 배터리 조립 마무리 전에 가스를 빼주는 디게싱 (Degassing) 공정이 추가된다

배터리 형태에 따라 아래 표와 같이 조립공정이 달라진다.

배터리 형태	조립 공정
원통형
각형
파우치

 

조립공정 설비

배터리의 형태나 J/R의 형태에 따라 조립 공정과 설비는 아래 표와 같이 달라진다.

조립 공정 설비		공정 설명
노칭기		양 음극 탭을 제조하기 위해 무지부를 제거하는 공정.기존에는 펀치 형태의 프레스 설비를 사용했으나 잦은 교체와 절단부의 품질문제로 고속화 공정에 대응이 어려워 최근에는 레이저 노칭기로 바뀌고 있음.
권취기		배터리의 에너지 밀도를 높이기 위해 양극판과 음극판 사이에 분리막을 넣고 돌돌 말아 젤리롤을 만들어 주는 공정
라미네이션		양극과 음극 세퍼레이터를 잘라 Bicell 구조로 적층하는 공정 LG가 적용하는 방식으로 라미네이션후에 Bicell을 세퍼레이터로 감아 적층하게된다.
적층기		여러 개의 단일 극판을 분리막을 사이에 두고 층층이 번갈아 쌓아 올리는 공정. SK는 Z-folding이라는 방식을 사용하고 LG는 라미네이션&폴딩방식을 사용한다. 삼성도 5세대이후부터는 Z-folding방식을 적용하고 있다.
탭웰딩		스태킹된 양극과 음극에 탭을 접착하여 단일 극판으로부터 흘러나오는 전류를 한 곳으로 모으는 공정
패키징		젤리롤을 캔이나 파우치에 넣은후 전해액 주입하여 최종 배터리 형태를 형성하고 밀봉하는 공정
디게싱		(파우치형) 충방전 공정 중에 배터리 내부에 발생된 가스를 제거후 밀봉하는 공정

 

회사별 조립 공정 설비 제품군

회사명	생산 제품
	노칭기	와인더	라미네이션	적층기	탭웰딩	패키징	주액기	디게싱
PNT	Press
Hanwha Machinary	Press, Laser			□◇
KGA				□◇
Philenergy	Laser			□◇	◇
NS						◇	◇	◇
mPLUS	Press			□◇	◇	◇	◇	◇
KOEM		◎□
DA Technology	Press, Laser			□◇	◇	◇	◇	◇
DE&T	Laser
Naintech			◇	□◇	◎	◎
YUIL enertech	Press			□◇	◇
DSK			◇
SYSTEM R&D				□◇	◇	◇
SHINJIN MTEC			◇	□◇	◇	◇
GPI	Laser			□◇		◇		◇
OST				□◇
BESTEC					◎	◎□	◎
TECHLAND					◎	◎□	◎	◇
DH						□	□	◇
DONGJIN					◎	◎	◎
WOOWON	Press			□◇
Hana Technology	Press			□◇	◎◇	□◇	◎□◇	◇
Wonik PNE	Press	◎		□◇	◎◇	◎◇	◎◇	◇

노칭기는 기존의 프레스 방식에서 고속화 공정과 품질에 유리한 레이저 노칭기로 바뀌는 추세이다.

음극보다 양극 레이저 노칭기술이 더 여러우며 LG에 많은 납품실적이 있는 DE&T가 가장 앞서 있는 것으로 보인다.

권취기, 적층기의 경우 삼성은 J/R의 구조를 권취형으로 제조해왔고 권취기는일본 제품을 많이 사용하였다. 5세대 이후부터는 적층형으로 바꾸게 되면서 권취기의 수요가 줄고 적층기의 수요가 늘었다.

라미네이션: LG의 경우에는 Z-folding이 아닌 양극과 음극 세퍼레이터를 붙이는 라미네이션공정후 적층하므로 라미네이션 설비가 필요하다.

한국 내3사의 EV 배터리 형태는 삼성은 각형, LG, SK는 파우치타입이다파우치 타입이다. LG와 SK가 파우치 타입에 적층형이기 때문에 조립설비 회사들도 파우치 타입의 설비를 제조하는 회사가 많다.