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In-line metrology solutions for electrode manufacturing

전극 제조를 위한 인라인 측정 솔루션

배터리 기술은 청정에너지로의 전환을 직접적으로 지원하며 특히 운송 산업에 매우 중요합니다. 도로 운송은 온실가스 배출량의 10% 이상을 차지하며, zero emission vehicle(ZEV)로 전환하는 것이 넷제로(Net Zero)를 향한 노력의 핵심 요소가 되었습니다. 전 세계적으로 ZEV1 850만 대가 이미 운행 중이며 변화의 속도가 빠르게 가속화되고 있습니다. 2030년까지 연간 전 세계 배터리 수요가 2,000GWh를 초과할 것이며, 그 중 85%가 운송 부문에서 발생할 것으로 예상합니다.2 리튬이온(Lithium-ion)은 현재 가장 많이 선택되는 배터리 화학물질이며, 그의 모든 잠재력을 실현하는 것은 배터리 제조업체의 주요 관심사입니다.

이러한 추세는 더 안전하고, 더 강력하고, 충전 속도가 더 빠르고, 더 안정적이며, 더 오래 지속되는 배터리에 대한 전례 없는 수요를 이끌고 있습니다. 배터리의 전극 및 분리막 품질 개선은 이러한 목표를 달성하는 데 있어 중요한 단계입니다. 작은 결함을 가진 불균일한 전극 코팅은 성능 특성, 신뢰성, 안전성을 저하시킬 수 있고, 일정한 분리막 두께 역시 최적의 배터리 성능과 수명을 위해 중요합니다.

Thermo Scientific 인라인 측정 및 제어 솔루션은 배터리 제조업체가 안전하고 우수한 배터리를 경제적으로 생산할 수 있도록 지원합니다. 80년 이상의 인라인 측정 경험을 바탕으로 당사는 전극 코팅, 분리막 필름, 캘린더링 전극의 정밀한 두께와 코팅량 측정을 위한 플랫폼을 제공하고 있습니다. 이러한 시스템은 제조업체가 견고하고 반응성 있는 공정 제어를 확립하고, 오늘날 시장에서 요구되는 추적성, 신뢰성, 그리고 품질을 제공할 수 있게 해줍니다. 모든 시스템은 전 세계 전문가 팀을 통해 제공되는 최고 수준의 지원, 민첩한 서비스, 그리고 선제적인 유지보수 솔루션으로 보장됩니다.

1 UKCOP26 ‘Zero emission vehicles transition council: 2022 Action plan’은 여기에서 확인 가능.
2 Statista ‘Projected global battery demand from 2020 to 2030, by application’은 여기에서 확인 가능.

응용 분야

전극 코팅
Electrode Coating

빠르고 정확한 그리고 탁월한 결함 검출 기능을 사용하여 전극 코팅의 균일성을 모니터할 수 있습니다.

균일하고 결함 없는 전극 코팅은 우수한 품질의 신뢰할 수 있는 배터리를 제공하는 데 있어 결정적인 역할을 합니다. 알루미늄 또는 구리 기재의 불균일한 코팅은 전하 밀도, 재충전 시간, 작동 수명과 같은 특성을 손상시키고 안전성 문제로 직결될 수 있습니다. 결함 및 불균일성을 초기에 감지함으로써 비용 효율적인 개선 조치를 취하고, 더 효율적으로 더 나은 배터리를 생산하는 핵심입니다. 성과 목표가 높아짐에 따라 배터리 제조업체는 더 작은 결함을 더욱 안정적으로 감지하기 위해 노력하고 있으며, 이에 따라 효과적인 인라인 측정의 필요성이 대두되고 있습니다.

전극 코팅량 측정을 위한 Thermo Scientific 시스템은 매우 높은 측정 신호를 가진 고유한 방사성 동위원소 소스 구조를 갖추고 있으며 다음과 같은 특징을 제공합니다.

  • 매우 높은 신호 대 잡음비
  • 정확한 코팅량 측정
  • 뛰어난 코팅 엣지(Edge) 분해능

진보된 센서 기술을 이용한 측정과 보고 기능을 결합한 이 시스템은 배터리 제조업체에 셀 조립공정의 전 단계에서 결함 및 불균일성을 효율적으로 감지하고 해결하는 데 필요한 업계 최고의 성능을 제공합니다. 따라서, 폐기물 감소, 가동 중단 시간 감소, 수율 향상, 일관된 제품 품질, 현장에서 발생할 수 있는 고장 위험 최소화 등의 효과를 얻을 수 있습니다.

전극 캘린더링
Electrode calendering

최적의 전극 캘린더링 두께를 정확하고 재현성있게 확인

캘린더링을 통해 코팅된 전극의 일관된 압연을 보장하고 균일한 두께 및 입자 크기를 제공합니다. 이는 코팅의 다공성을 제어하여 다른 중요한 파라미터와 함께 전기적 접촉 및 접착성을 개선하는 데 도움이 됩니다. 이 마지막 단계에서 총 전극 두께를 측정하는 것은 과도한 압연을 방지하고 일관된 치수의 정확도를 가진 전극을 제공하기 위해 매우 중요합니다.

캘린더링 두께 측정을 위한 Thermo Scientific 시스템은 최신의 공초점 기술을 사용하여 다음의 특징을 제공합니다.

  • 정밀성
  • 전례없는 정확성과 재현성
  • 우수한 치수 분해능

첨단 센서, 측정 및 보고 기능을 결합한 동급 최고의 시스템은 배터리 제조업체에 캘린더링 라인을 최적화하고 수율을 개선하는 동시에, 우수한 배터리 품질을 제공합니다.

분리막
Separator Film

우수한 분해능으로 다층 분리막 두께 측정

점점 정교해지는 다층 분리막은 고성능 리튬 이온 배터리의 중요한 구성 요소입니다. 분리막의 특성은 자체 방전률 및 안전성과 같은 특성에 영향을 주며 내장형 열 차단 기능을 제공하고 열폭주를 방지합니다. 다공성부터 인장 강도까지 다양한 특성을 제어하여 원하는 성능을 제공합니다. 균일한 두께는 배터리 성능 및 수명을 최적화하는 데 매우 중요하며, 제조 과정에서 가장 중요한 부분입니다.

다층 분리막 두께 측정을 위한 Thermo Scientific 시스템은 다음을 제공합니다.

  • 높은 비율의 분리막 필름 측정
  • 탁월한 정밀도
  • 우수한 분해능

세라믹 코팅과 같은 복잡한 다층 설계에도 적용이 가능합니다.

진보된 센서 기술을 이용한 측정과 보고 기능을 결합한 이 시스템으로 균일한 분리막 생산이 가능하여 제조업체는 우수한 배터리 품질을 유지할 수 있으며, 동시에 폐기물을 줄이고 공정 효율성을 개선할 수 있습니다.

제품

생산라인 및 응용 분야에 가장 적합한 스캐너, 센서, 제어 시스템을 선택해보세요.

LInspector Measurement and Control System for Electrode Coating Weight Measurement

전극 코팅량 측정을 위한 린스펙터(LInspector) 측정 및 제어 시스템

전극 코팅량 측정을 위해 Thermo Scientific INTEGRA O-Frame Scanner를

또는, 양극 전용으로

INTEGRA O-Frame Scanner는 최대 2.2m 너비의 스캐닝을 위한 지능형 고성능 측정 프레임입니다. 빠른 스캔 속도, 정밀한 헤드 정렬, 최상의 위치 분해능을 결합하여 최적화된 공정 모니터링을 제공합니다.

Beta Plus Basis Weight Sensor는 베타 입자(빠르게 움직이는 전자) 흡수 측정을 통해 전극 코팅량을 측정하며 대부분의 전극 코팅 시스템에서 가장 적합한 선택입니다.

X-Ray Master Thickness and Weight Measurement Sensor는 가장 광범위한 전극 코팅 물질을 대상으로 X선 흡수 측정을 통해 전극 코팅량과 두께를 측정합니다.

향상된 기능을 위해 LInspector 측정 및 제어 시스템에 Thermo Scientific Automatic Control (APC and MD Control)을 추가할 수 있습니다. 솔루션 가동 시간과 신뢰성을 극대화하기 위해 Thermo Scientific Instrument Performance Management (IPM) 소프트웨어를 솔루션에 추가할 수 있습니다.

LInspector Measurement and Control System for Electrode Calendering Thickness Measurement

전극 캘린더링 두께 측정을 위한 린스펙터(LInspector) 측정 및 제어 시스템

전극 캘린더링을 위해서는 Thermo Scientific INTEGRA C-Frame Scanner에 이중 공초점 레이저(Dual Confocal Laser)를 결합할 수 있습니다.

INTEGRA C-Frame Scanner는 단일 구성 요소의 견고한 자체-교정 알루미늄 구조와 높은 데이터 수집 속도를 결합하여 최대 1.8m의 스캔 폭에 대해 리튬 이온 배터리 캘린더링 모니터링을 위한 동급 최고의 성능을 제공합니다.

이중 공초점 레이저(Dual Confocal Laser)는 분산된 빛의 파장 측정으로 캘린더링된 전극 두께를 측정하여 표면 상태, 거칠기, 색상, 재질 및 재질 자체의 방사율에 영향을 받지 않는 견고한 결과를 제공합니다.

향상된 기능을 위해 LInspector 측정 및 제어 시스템(레이저)에 Thermo Scientific Automatic Control (APC and MD Control)을 추가할 수 있습니다. 솔루션 가동 시간과 신뢰성을 극대화하기 위해 Thermo Scientific Instrument Performance Management (IPM) 소프트웨어를 솔루션에 추가할 수 있습니다.

LInspector Measurement and Control System for Separator Film Thickness Measurement

분리막 두께 측정을 위한 린스펙터(LInspector) 측정 및 제어 시스템

분리막 두께 측정을 위해 Thermo Scientific INTEGRA O-Frame Scanner를 다음의 세 가지 센서 중 하나와 결합할 수 있습니다.

INTEGRA O-Frame Scanner는 최적화된 공정 모니터링을 위해 빠른 스캔 속도, 정밀한 헤드 정렬, 최상의 위치 분해능을 결합한 지능형 고성능 측정 프레임입니다. 최대 스캔 폭은 2.2m입니다. 최대 12m의 스캔 폭이 있어야 하는 응용 분야에는 대체품 O-Frame 스캐너를 사용할 수 있습니다.

Beta Plus Basis Weight Sensor는 베타 입자(빠르게 이동하는 전자) 흡수 측정을 통해 분리막 중량을 측정합니다.

PROSIS Thickness Sensor는 전체 NIR 범위의 스펙트럼 반응을 사용하여 다층 분리막 필름의 두께를 측정하며 대부분의 분리막 라인을 위한 최적의 선택입니다.

X-Ray Master Weight and Thickness Sensor는 복잡한 다층 필름의 가장 광범위한 물질을 포괄하여 X-선 흡수 측정으로 분리막 중량과 두께를 측정합니다.

향상된 기능을 위해 LInspector 측정 및 제어 시스템에 Thermo Scientific Automatic Control (APC and MD Control)을 추가할 수 있습니다. 솔루션 가동 시간과 신뢰성을 극대화하기 위해, Thermo Scientific Instrument Performance Management (IPM) 소프트웨어를 솔루션에 추가할 수 있습니다.

서비스

장비 가동 시간을 최대화하면 제조 목표에 집중할 수 있습니다. 서비스 팀은 가동 중단 시간을 줄이고 공정을 개선하기 위해 수리 및 예방적 유지보수에 기반한 포괄적인 서비스를 제공하고 있습니다.

고객의 특정 요구에 따라 맞춤형 Product Support Agreement(PSA)를 체결하여 시스템 상태와 성능을 보장할 수 있습니다. PSA에는 예방 유지보수 및 Instrument Performance Management(IPM) 소프트웨어 사용이 포함될 수 있습니다. IPM은 문제 해결 및 고급 진단을 위한 자동 알림을 통해 클라우드 기반의 연중무휴 원격 모니터링을 제공하므로 신속한 성능 복구가 가능하여 가동 중단 시간이 줄어듭니다.

당사는 서비스 계약, 부품 및 업그레이드, 교육 및 훈련, 그리고 공인된 엔지니어를 통해 고객의 비즈니스를 지원합니다.

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리튬 이온 배터리 인터랙티브 워크플로우
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