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WAGO는 이러한 변화를 지원하고 있으며 배터리 생산을 위해 이미 기계 엔지니어들과 긴밀하게 협력하고 있습니다. 온도 제어부터 에너지 데이터 관리에 이르기까지 클린룸을 위한 적절한 솔루션을 제공합니다.
배터리 제조 - 미래를 위한 에너지 Energy for Tomorrow
에너지 부문은 변화의 중심에 있습니다. 자동차 산업이 탄소중립 운송 수단으로 전환되고 있는 가운데 재생 에너지 및 휴대용 전자기기를 위한 배터리 저장 시스템 또한 점점 더 중요해지고 있습니다.자동차 산업이 CO2 중립 운송 수단으로 전환되고 있는 가운데 재생 에너지 및 휴대용 전자기기를 위한 배터리 저장 시스템 또한 점점 더 중요해지고 있습니다.
WAGO I/O 시스템 필드 제품은 배터리 셀의 제조 프로세스를 전체적으로 자동화하는 솔루션입니다. 최신 WAGO Pro 2 시리즈 전원공급장치는 생산 과정을 개별적으로 모니터링하고 평가하며 배터리 제조를 최대한 효율적으로 구성하기 위한 특별한 통신 인터베이스를 갖추고 있어 생산 비용을 줄이일 수 있습니다.
믹싱(Mixing)
배터리 제조는 슬러리(Slurry - 반응물이 액체 중에 고체 입자로 분산된 상태) 준비로 시작됩니다. 아노드(anode) 및 카토드(cathode)양극 화합물로 이루어진 두 개의 별도한 원료가 결합되어 슬러리를 형성합니다. 준비과정에는 전도성 첨가제, 용매 및 바인더가 필요합니다. 온도는 이 과정에서 결정적인 역할을 합니다. WAGO I/O 시스템 필드 컨트롤러 및 WAGO PFC200은 액체의 온도를 제어합니다. 이 온도는 섭씨 20도에서 40도 사이여야 합니다. WAGO의 MID 미터기는 에너지 소비를 모니터합니다. 전체 공정이 클린룸에서 진행되기 때문에, 슬러리는 파이프라인을 통해 또는 대기 밀폐형 저장 탱크를 통해 후속 "coating" 공정 단계로 이동됩니다.
Coating and Drying
코팅 공정에서는 캐리어 호일에 슬립을 코팅하여 필름을 생성합니다. 이 캐리어 호일은 알루미늄이나 구리 호일과 같은 소재로 구성되어 있습니다. 셀 디자인에 따라 층의 두께는 10μm에서 25μm 사이로 다양합니다.
시스템에 따라, 호일의 상부 및 하부 측은 순차적으로 또는 동시에 코팅됩니다. 배터리 생산 중 높은 품질 기준을 유지하기 위해 WAGO I/O 시스템 필드와 WAGO I/O 750 시스템은 층두께를 모니터링하는데 이상적입니다.
코팅 공정이 완료되면, 건조가 진행됩니다. 알루미늄 또는 구리 호일은 건조기에 투입됩니다. 이 플로트 건조기는 양면의 동시 코팅에 사용됩니다. 건조기의 길이는 처리 속도에 중요한 영향을 미칩니다. 건조기는 개별 온도 프로파일을 구현하기 위해 각기 다른 온도 구역으로 나뉩니다. WAGO PFC200과 함께 사용하는 WAGO I/O 시스템 필드는 정밀한 온도 유지 및 모니터링을 위한 완벽한 솔루션입니다.
캘린더링(Calendering)
캘린더링 또는 롤링(rolling)중에는 양면에 코팅된 구리 또는 알루미늄 호일이 하나 이상의 회전 롤러 쌍에 의해 압축됩니다. 호일은 상단 및 하단 롤러에 의해 압축됩니다. 라인 압력은 코팅된 기재의 다공성을 결정합니다. 만약 라인 압력이 너무 높게 설정된다면, 이로 인해 기재 재료에 압축이나 손상이 발생할 수 있습니다. 롤링 공정은 가장 작은 불규칙성을 보완하기 위해 설계되었습니다. 견고성을 갖춘 WAGO I/O 시스템 필드와 WAGO 750 I/O 시스템은 롤링 프로세스를 모니터링하는데 이상적입니다.
슬리팅(Slitting)
슬리팅은 폭이 큰 전극 스트립(a mother coil)을 여러 개의 작은 스트립(daughter coils)로 분리하는 공정입니다. 슬리팅은 열적으로(레이저 절단) 또는 기계적으로(롤링 나이프를 사용한 나이프 절단) 수행될 수 있습니다. 전극 스트립의 청결도는 중요합니다. 불순물이나 잔여물은 작은 스트립(daughter coils)의 품질과 궁극적으로 배터리 셀의 성능을 저해할 수 있습니다. 전극 스트립은 제조 중에 원활한 작동과 품질 보증을 위해 흡입 및/또는 브러시로 청소됩니다. daughter 코일의 절단 폭은 셀 설계에 따라 달라질 수 있으며 많은 경우 100mm에서 300mm 사이입니다.
셀 조립
파우치 셀을 생산하기 위해 커팅 공정 단계가 필요하며, 이는 롤 재료인 daughter coil 에서 양극, 음극 및 분리막을 분리하는 과정과 관련이 있습니다. 컷팅공정은 칼날 자르기(펀칭 툴) 또는 열을 이용한 방식으로 자르기(레이저 컷) 등 두 가지 방법으로 수행됩니다. 배터리 셀 플레이트의 코팅되지 않은 가장자리 영역은 나중의 단계에서 접촉 러그를 용접하기 위해 사용됩니다.
전해질 충전 및 형성
전해질 충전은 배터리 제조의 최종 단계이며 셀 스택이 패키징에 위치된 후에 진행됩니다. 개구부(openings)는 밀폐 방법이나 용접된 마감 캡이 달린 맨드렐 (mandrel )삽입물을 사용하여 밀폐됩니다. 원통형 및 프리즈마틱(뿔 모양의 다면체) 셀에서는 가스 생성으로 인한 변형을 방지하기 위해 프리에이징(pre-aging) 과정이 수행됩니다.