SK이노, 배터리 조립공정에 레이저 기술 도입
SK이노, 배터리 조립공정에 레이저 기술 도입
  • 이수환 기자
  • 승인 2020.02.17 16:01
  • 댓글 0
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탭 웰딩 공정에 초음파와 레이저 동시 사용
미국 조지아 공장 대상
SK이노베이션 배터리 생산라인의 모습
SK이노베이션 배터리 생산라인의 모습

SK이노베이션이 전기차(EV) 배터리 조립공정에 레이저 기술을 도입한다. 미국 조지아 공장에 레이저 '탭 웰딩(Tab Welding)'을 사용할 계획이다. 경쟁사 LG화학은 수년 전부터 레이저 탭 웰딩 공법을 쓰고 있다. 조지아 공장이 본격 가동되는 2022년 업계에서 두 번째로 레이저 탭 웰딩을 이용해 파우치형 배터리를 양산하게 될 전망이다.

17일 업계에 따르면 SK이노베이션은 미국 조지아 전기차 배터리 공장의 신규 생산라인에 레이저 탭 웰딩을 적용하기로 결정했다. SK이노베이션 배터리 생산공정에서 레이저 탭 웰딩 적용 여부가 확인된 것은 이번이 처음이다.

그동안 초음파만 사용했지만 갈수록 늘어나는 극판과 탭 적층 수를 감당하기 어려워 내린 결정으로 풀이된다. SK이노베이션이 만드는 배터리 성능이 높아졌다는 의미이기도 하다.

레이저 소스는 독일 트럼프레이저의 '트루 디스크 4000' 다이오드펌핑고체레이저(DPSS)가 쓰인다. 녹색 레이저를 통한 양·음극 스폿(Spot)용접이다. 초음파로 1단계 용접을 하고 레이저로 저항발열을 일으켜 금속을 하나로 붙이는 방식이다.

SK이노베이션이 만드는 파우치형 배터리는 에너지 밀도가 높아지면 양·음극 탭이 늘어난다. 배터리 내부 소재를 쌓아 올리는 스택(적층) 수가 많아지기 때문이다. 적층 수 30개 이하에선 초음파로 커버가 가능했다. 최근 만들어지는 배터리는 적층 수가 50개를 훌쩍 넘는다. 각 탭을 손상시키지 않으면서 고르게 용접하는 것은 고난도 작업이다. 탭 웰딩에 걸리는 시간도 늘어난다. 가동률과 수율을 모두 고려해야 한다.

탭 웰딩은 배터리 양극과 음극에 알루미늄과 구리 탭을 붙이는 공정이다. 장비당 가격은 20~30억원 내외로 알려져 있다. 배터리 생산 과정에서 배터리 소재를 자르는 노칭(Notching), 해당 소재를 적층하는 스태킹(Stacking) 다음에 이뤄진다. 이후 전해질을 주입하고 가스를 제거하는 디개싱(Degassing), 패키징 순으로 진행된다.


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