배터리 생산을 위한 속도와 정밀도
Festo는 공압, 전동 또는 다양한 기술 등 셀에서 모듈 생산, 그리고 배터리 시스템 사용까지 전체 배터리 생산에 적합한 자동화 솔루션을 보유하고 있습니다. 배터리 생산에 있어 높은 처리량과 반복성은 비용 효율적인 솔루션만큼나 중요합니다. 이것은 공격적인 매체를 운반, 공급 및 제어하는 것부터 정밀한 부품 처리 및 힘으로 제어되는 프레스 적용에 이르기까지, 다양한 프로세스 단계에 적용됩니다.
배터리 생산을 위한 Festo 제품 포트폴리오
배터리 생산은 매우 민감한 공정입니다. 가공, 운송, 품질 테스트 등 모든 단계에서 깨끗한 생산 환경이 중요합니다.
배터리 생산을 위한 제품 카탈로그에서 비철금속이 없는 자동화 부품을 사용하여 안전한 배터리를 제조하는 방법에 대해 알아보세요.
애플리케이션을 위한 자동화 솔루션
정밀하게 제어된 디게싱 및 용접
형성 과정에서 배터리 셀에 가스가 축척됩니다. 이 가스를 배출해야 합니다. 이를 위해 배터리 셀에 속이 빈 랜스를 끼워, 첫 번째 전해질이 흡입될 때까지 가스를 배출합니다. 그 다음, 시스템이 전환되어 전해질을 다시 배터리 셀로 펌핑한 후, 남은 양의 가스가 제거됩니다. Festo의 핸들링 시스템은 배터리 셀을 가공품 캐리어에 장착하여 프로세스 카메라에 삽입한 후 다시 탈착하는 데에 도움을 줍니다.
WebCatcher로 안전한 절단 및 클램핑
절단 시, 넓은 전극 스트립은 여러 개의 좁은 전극 스트립으로 나뉩니다. 이 절단 공정은 레이저 절단으로 열적으로 수행하거나 회전식 나이프로 절단되는 기계식 절단으로 수행할 수 있습니다. 칼날의 수명을 연장하기 위해, 절단 과정 중 냉각수가 블레이드에 직접 분사됩니다. 이를 위해 액체는 매우 적은 양으로 통제되어 분사되어야 합니다. Festo 도징 헤드는 이러한 작업에 적합합니다. 절단 과정에서 기계가 정지하면 전극 스트립은 소위 "WebCatchers"로 고정됩니다. 신속한 반응 시간과 속도를 보장하기 위해 속동 밸브와 실린더가 사용됩니다.
고속 스태킹
스태킹 공정은 파우치 셀 제조를 위해 사용됩니다. 스태킹 과정에서 전극 시트는 양극, 분리막, 음극, 분리막 등 반복된 사이클로 스태킹됩니다. Festo는 이 프로세스 단계를 위해 축 키네마틱, 모터 및 드라이브 컨트롤러로 구성된 완전한 전동 핸들링 시스템을 제공합니다. 모든 구성품이 서로 완벽하게 조화를 이룹니다. 최대 출력을 위해서는 매우 빠른 속도가 필요합니다. 이것은 최대 500Hz의 스위칭 주파수를 가진 고속 스위칭 밸브로 제공되며, 전극 시트를 흡착하여 이동하기 위해 필요한 진공은 진공 발생기에 의해 생성됩니다.
안전하고 정밀한 전해액 충전
전지 스택 또는 젤리 롤을 배터리 하우징에 삽입한 후, 배터리 셀에 전해질을 주입할 수 있습니다. 전해질은 핀치 밸브를 통해 주입됩니다. 개별 밸브 또는 밸브 터미널을 통해 제어됩니다. 전해질은 물과 반응하여 불산을 형성하기 때문에, 배터리 셀 충전 시 주변 공기가 매우 건조해야 합니다. 이를 보장하기 위해 공기를 지속적으로 배출하고 기계 셀에서 제거합니다. 필요한 진공은 진공 펌프를 통해 중앙에서 생성됩니다. 핀치 밸브, 밸브 터미널 및 압력 센서 시스템이 제어를 담당합니다.
성공 사례: 미래의 배터리 제조
전기 자동차가 유행하고 있습니다. 효율적인 비용의 고성능 배터리가 중요한 성공 요인입니다. 영국에서는 WMG의 AMPLiFII 파일럿 프로젝트가 차세대 구동 배터리의 기반을 마련하고 있습니다. 이 프로젝트에는 Festo 픽 앤 플레이스 솔루션과 함께 Horizon Instruments 사의 혁신적인 자동화 기술이 활용되고 있습니다.
배터리 셀 생산용 제품 관련 FAQ
배터리 셀 생산과 관련하여 제품에 대한 요구 사항은 무엇입니까?
배터리 셀의 제조는 광범위한 요구 사항이 존재하는 매우 민감한 공정입니다. 구리, 아연 또는 전기 전도성 또는 비전도성 입자와 같은 불순물은 배터리의 품질을 저하시키거나 사용할 수 없게 만들 수 있습니다.
이에 대한 법적 기준이 없기 때문에 Festo는 공통 기준과 상세한 고객 요구 사항에 따라 제품 설계를 평가합니다. 배터리 셀 생산의 안전성을 확보하기 위해 클린룸 제품과 구리, 아연과 같은 비철금속에 대한 제한이 있는 제품이 종종 필요합니다.
또한 생산 환경은 리튬 이온 배터리 제조에 중요한 역할을 합니다. 셀 생산에 사용되는 제품은 종종 -80°C의 응축점이 적용된 건조한 실내 환경에 노출되는 경우가 많습니다.
Festo는 비철금속(구리, 아연, 니켈)에 대한 제한을 어떻게 정의할까요?
전해질 및 전극 재료에 따라 구리, 아연 및 니켈은 리튬 이온 배터리 제조에서 간섭 입자로 작용할 수 있습니다. 이러한 이유로 Festo는 제품 개발을 위해 구리, 아연 및 니켈에 대한 제한 기준을 정의했습니다. 구리, 아연 또는 니켈이 주성분인 금속 재료는 사용되지 않습니다. 하지만 이와 무관하게, 일부 합금은 해당 원소가 금속 매트릭스 내에 추가되어야 합니다.
구리, 아연 및 니켈과 관련된 재료 제한에 대한 예외:
- 철 금속의 니켈
- 구리 도금이 없는 화학 니켈 도금
- 산화물 및 황화물과 같은 불활성 화합물
- 회로판, 전기 커넥터, 케이블, 전선 및 코일
Festo가 정의한 구리, 아연 및 니켈과 관련된 제한 사항을 충족하는 제품은 무엇입니까?
다양한 Festo의 표준 제품이 구리, 아연 및 니켈과 관련하여 Festo가 정의한 제한 사항을 이미 충족합니다. 이는 "배터리 생산을 위한 자동화 솔루션" 브로셔와 당사의 온라인 샵에서 확인할 수 있습니다.
셀 생산에 자주 필요로 하며 표준 제품으로 Festo의 정의를 충족하지 않는 제품을 위해, 해당 제품에 대한 다양한 특수 제품이 준비되어 있습니다.
이러한 특수 제품은 식별 코드에 "F1A"로 표시되며, 브로셔 및 제품 개요에서도 확인할 수 있습니다.
건조한 실내 환경에 적합한 Festo 제품은 무엇입니까?
압력 응축점이 -50°C~-80°C인 건조실 환경은 리튬 이온 전지 생산 분야에서 일반적입니다. 건조실 환경은 다양한 전해질의 친수성 경향을 억제하고 주변 습도와의 반응을 통해 유해한 불산이 형성될 위험을 방지합니다.
Festo의 표준 제품은 배터리 생산과 같은 건조실 어플리케이션에서 입증되었습니다. Festo 제품은 응축점이 -80°C 이하인 환경에서도 사용할 수 있습니다. Festo의 약 60가지 그리스 중 어느 것도 윤활제 배합의 일부로 수분을 포함하지 않습니다.
따라서 이러한 그리스는 매우 건조한 공기와 접촉하는 경우에도 건조해지지 않습니다. 또한 Festo의 그리스는 윤활 특성을 달성 또는 유지하기 위해 수분 또는 액체 상태의 물을 필요로 하지 않습니다.
Festo는 어떤 클린룸용 제품을 제공합니까?
ISO 등급 7의 클린룸 환경에서 80가지가 넘는 Festo 제품 시리즈에 속한 실린더, 밸브, 그리퍼 및 드라이브, 모든 핸들링, 진공 및 압축공기 시스템, 센서, 필터, 조절기 및 피팅을 사용할 수 있습니다. 그중 대부분은 등급 6 및 5의 클린룸 환경에도 적합하며, 일부는 등급 4에도 적합합니다. Festo는 맞춤형 특수 솔루션도 언제든지 제공 가능합니다.
당사의 모든 클린룸 제품은 ISO 14664에 따른 클린룸 등급으로 분류됩니다. 입자 방출은 실제 사용 분야에 따라 다르므로, 당사 전문가와 함께 정확한 요건을 검토해 보는 것이 가장 좋습니다. 이것이 적합한 솔루션을 가장 빠르게 찾는 방법입니다.
올바른 제품 선택이 안전한 배터리 셀을 만듭니다.
배터리 셀 생산의 효율성과 품질을 높이기 위해서는 올바른 자동화 제품 선택이 매우 중요합니다. 구리, 니켈, 아연이 포함된 제품은 전기화학 반응을 일으켜 셀 내부를 오염시키고 손상을 초래할 수 있습니다.
하지만 구리, 니켈, 아연을 제한한 훼스토의 F1A 포트폴리오는 이러한 위험을 원천적으로 차단할 수 있습니다. 고객 여러분의 깨끗하고 안전한 배터리 생산을 위한 솔루션을 지금 바로 무료 전자책(e-book)에서 확인해 보시기 바랍니다.
**F1A: 훼스토 제품 중 구리(Cu), 니켈(Ni), 아연(Zn)의 함량을 1% 미만으로 제한하여 제작된, 2차전지 제조 공정 전용 제품군을 뜻합니다.
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미래의 E- 모빌리티 시장에서는 배터리 생산이 중요한 요소입니다. Festo의 자동화 기술을 통해 최고의 잠재력을 발휘할 수 있습니다.
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가장 효율적인 시스템을 만들기 위한 경쟁은 이미 진행 중입니다. Festo가 관찰한 바에 따르면 효율적인 자동화는 배터리 생산 비용을 크게 줄일 수 있습니다.
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