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배터리 제조 공정은 효율성과 정밀성이 중요한 고도화된 프로세스입니다. 특히, 마더 롤(Mother Roll), 릴(Reel), 그리고 슬리팅(Slitting)은 전극 제조에서 핵심적인 요소로, 각각의 역할이 전지 성능과 생산성을 좌우합니다. 이번 글에서는 이 세 가지 요소와 관련 공정을 세부적으로 살펴보겠습니다.
🔍 1. 마더 롤(Mother Roll): 전극 생산의 출발점
마더 롤이란?
- 마더 롤(Mother Roll)은 배터리 제조 초기 단계에서 여러 열(Row)의 전극(양극, 음극)을 동시에 코팅하여 만들어진 대형 전극 롤입니다.
- 이 단계에서 생성된 롤은 한 장의 넓은 전극 시트로, 후속 공정을 위해 준비됩니다.
- 주로 극판 코팅 공정에서 생산되며, 이후 공정에서 슬리팅(Slitting) 작업을 통해 세분화됩니다.
마더 롤의 특징
- 넓은 폭: 한 번에 여러 열을 코팅하므로 폭이 매우 넓습니다.
- 일반적으로 폭은 1~2미터로 대량 생산을 지원합니다.
- 고품질 코팅: 전극 폭 균일성은 주요 품질로써 후공정(노칭공정)을 통해 배터리 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.
- 이를 위해 정밀 코팅 기술이 적용됩니다.
- 대량 생산에 적합: 한 번에 많은 양을 처리하므로 생산 효율성이 매우 높습니다.
✂️ 2. 슬리팅(Slitting): 마더 롤의 세분화
슬리팅이란?
- 슬리팅(Slitting)은 마더 롤(다열의 양극, 음극)에서 코팅된 넓은 전극 웹(Web, 하나의 코팅 Line)을 정확히 잘라 개별 셀 크기에 맞는 스트립으로 세분화하는 과정입니다.
- 슬리팅 후 생성된 스트립은 도터 코일(Daughter Coil) 또는 릴(Reel) 형태로 감겨 다음 공정을 준비합니다.
슬리팅 공정의 단계
- 마더 롤 투입: 슬리팅 장비에 마더 롤을 장착합니다.
- 정밀 절단: 롤링 나이프(Rolling Knife)를 사용하여 전극을 설정된 폭으로 잘라냅니다.
- 버(Burr) 제거: 절단 과정에서 발생하는 잔여물이나 불균일한 가장자리는 후공정(노칭공정)을 통해 배터리 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. .
- 릴 생성: 절단된 전극 스트립을 개별 릴(Reel) 형태로 감습니다.
슬리팅의 중요성
- 정밀한 폭: 절단된 전극의 폭은 배터리 셀 내부에 정확히 맞아야 하므로 품질에 직접적으로 영향을 미칩니다.
- 가장자리 관리: 버(Burr)나 찢어진 가장자리는 배터리 성능과 안정성을 저하시킬 수 있습니다.
- 대량 처리 가능: 현대 슬리팅 장비는 고속 작업이 가능하며, 생산량을 극대화합니다.
🌀 3. 릴(Reel): 후속 공정을 위한 준비 상태
릴이란?
- 릴(Reel)은 슬리팅 과정을 통해 생성된 개별 전극(양극, 음극) 스트립을 소형 스풀 형태로 감아둔 상태입니다.
- 릴은 후속 공정(압연, 셀 조립 등)에서 사용되며, 작업의 효율성과 유연성을 높입니다.
릴의 주요 특징
- 소형 크기: 릴은 보관과 운반이 용이하도록 설계되었습니다.
- 다양한 용도: 릴은 압연, 절단, 셀 조립 등 다양한 공정에 투입됩니다.
- 모듈화: 개별 배터리 셀 크기에 맞춰 생산된 릴은 셀 형태(원통형, 각형, 파우치형)에 맞게 가공됩니다.
릴의 역할
- 캘린더링(Calendering): 릴에 감긴 전극은 압연 장비로 이동되어, 두께와 밀도가 최적화됩니다.
- 절단 및 조립: 릴은 배터리 셀에 적합한 크기로 절단되며, 셀 내부에 삽입됩니다.
🌟 4. 마더 롤, 릴, 슬리팅의 장단점 비교
| 구분 | 마더 롤(Mother Roll) | 슬리팅(Slitting) | 릴(Reel) |
| 주요 역할 | 여러 열을 동시에 코팅해 대형 전극 롤 생성 | 마더 롤을 개별 전극으로 분리하여 릴 생성 | 후속 공정을 위한 전극 제공 |
| 장점 | 대량 생산 가능, 균일한 코팅 품질 | 개별 셀 요구에 맞춘 전극 크기 제공, 생산량 극대화 | 작업 유연성과 운반 용이, 다양한 공정에 활용 가능 |
| 단점 | 후속 공정(슬리팅) 필요 | 정밀 절단 실패 시 품질 저하 가능 | 소규모 공정에서는 비효율적 |
📌 마무리하며
마더 롤(Mother Roll), 릴(Reel), 그리고 슬리팅(Slitting)은 배터리 제조 공정에서 필수적인 단계로, 각 요소는 효율성과 품질을 극대화하는 데 기여합니다.
- 마더 롤: 대량 생산의 시작점.
- 슬리팅: 전극을 개별 셀 크기에 맞게 변환.
- 릴: 후속 공정의 유연성과 효율성 제공.
이 모든 과정은 고성능 배터리를 생산하는 데 없어서는 안 될 기술적 과정입니다. 각 단계의 특징과 중요성을 이해함으로써 배터리 제조의 전반적인 흐름을 깊이 알 수 있습니다.
▶ 참고사이트
1) https://www.thelec.kr/news/articleView.html?idxno=10909
2) https://www.linkedin.com/pulse/analysis-catl-manufacturing-line-video-rafal-biszcz-rkdxf
3) https://www.youtube.com/watch?v=zCRFZrBMt_Y
