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'접고·쌓는' 배터리 신공법 적용에 노칭 장비 수주 활발
'접고·쌓는' 배터리 신공법 적용에 노칭 장비 수주 활발
  • 이수환 기자
  • 승인 2020.06.16 17:18
  • 댓글 0
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파우치에서 각형 배터리로 확대
전기차(EV)에 쓰이는 삼성SDI 중대형 각형 배터리 이미지
전기차(EV)에 쓰이는 삼성SDI 중대형 각형 배터리 이미지

삼성SDI, CATL, S볼트, 노스볼트 등 주요 각형 배터리 업체들이 와인딩(Winding) 방식 대신 스태킹(Stacking) 공정 적용에 나서면서 노칭(Notching) 장비 수주가 확대되고 있다. 노칭은 배터리 소재의 양극과 음극 탭(Tab)을 만들기 위한 공정이다. 주로 파우치형 배터리가 사용했다. 원통형, 각형 배터리는 양극, 분리막, 음극 등 배터리 소재를 엮어서 돌돌 말아 젤리롤(Jelly roll)을 이용했다.

16일 업계에 따르면 엠플러스, 필옵틱스, 리드차이나 등 국내외 주요 배터리 장비 업체들이 각형 배터리용 노칭 장비 수주에 성공했다. 엠플러스는 S볼트, 필옵틱스는 삼성SDI, 리드차이나는 CATL·노스볼트 각각 장비를 공급한다. 수주량은 수십대 수준이다. 생산 라인 하나당 2대, 4대 순으로 짝을 지어 설치된다.

노칭 장비는 배터리 소재에 동박과 알루미늄박을 붙이는 전극 공정 바로 뒤에 위치한다. 배터리 셀을 구성하고 포장해 제품으로 만드는 조립 공정의 가장 첫 번째 단계다. 파우치형 배터리 생산에 사용됐으나 최근 각형 배터리에도 적용되고 있다. 그동안 각형은 원통형 배터리처럼 금속 캔(CAN)에 배터리 소재를 돌돌 말아서 넣었다. 노칭 장비가 불필요했다.

그러나 각형에선 배터리 내부 공간을 100% 활용하기 어렵다. 귀퉁이에 조금씩 남는 공간이 생긴다. 충방전을 반복하면 젤리롤이 변형되는 스웰링(Swelling) 현상이 나타날 수 있다. 젤리롤 대신 파우치형 배터리처럼 배터리 소재를 접어서 쌓으면 에너지 밀도를 늘려 전기차(EV) 1회 주행거리를 늘릴 수 있다. 다만 젤리롤과 비교해 생산성이 떨어지기 때문에 노칭, 스태킹 장비 성능이 높아야 한다. 빠르게 탭을 만들고 양극, 음극, 분리막을 포개서 쌓아야 한다.

노칭 장비는 조립 공정에서 비교적 진입이 손쉬운 것으로 알려져 있다. 다만 대당 장비 단가가 10억원 안쪽이라 수익성 확보가 어렵다. 전통적인 프레스 노칭의 경우 주기적으로 금형(금속 칼날)을 교체해야 하는 등 배터리 셀 업체 입장에서 원가가 높아지는 부담도 있다. 그 때문에 필옵틱스처럼 레이저를 이용한 레이저 노칭이 적용되기도 한다. 레이저 노칭 장비의 단가는 30억원으로 추정된다. 장비 업체가 수익성을 높일 수 있는 요소다.

한 관계자는 "각형 배터리 업체가 스태킹 공정과 같은 신공법을 적용할수록 노칭 장비 수주가 더 늘어날 것"이라며 "노칭은 바로 뒤에 있는 스택 장비와 밀접한 관련이 있기 때문에 장비 업체 입장에서도 노칭&스택 장비를 동시에 공급하려는 움직이 많다"고 전했다.


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