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2026년을 맞이하는 글로벌 리튬 배터리 산업에서, 실험실 수준의 전기화학적 혁신만으로는 충분하지 않으며, 대규모 생산 능력이 어떤 기술이 성공할지를 결정짓는 중요한 요소가 될 것이라는 점이 점점 더 분명해지고 있습니다. 지난 10년간 리튬 이온 배터리 성능 향상은 주로 소재 혁신, 즉 고니켈 양극, 실리콘 도핑 음극, 개선된 전해질, 그리고 최적화된 첨가제에 의해 주도되었습니다. 그러나 에너지 밀도 향상 속도가 둔화되고 안전성, 비용, 그리고 지속가능성에 대한 압력이 가중됨에 따라, 업계의 중심축이 이동하고 있습니다. 23년 이상의 경력을 가진 제조 엔지니어이자 시스템 통합 전문가로서 제 관점에서 볼 때, 차세대 경쟁은 장비 아키텍처, 공정 안정성, 그리고 공장 수준의 확장성에 의해 좌우될 것입니다. 건식...
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서론: 2026년 배터리 연구소 설계가 그 어느 때보다 중요한 이유 2026년에는 리튬 배터리 연구소가 단순히 소재 발견에만 전념하는 고립된 연구 공간이 아닙니다. 기초 전기화학과 산업 규모 제조를 잇는 중요한 엔지니어링 가교 역할을 하게 될 것입니다. 지난 5년간 배터리 혁신 주기가 크게 단축되었습니다. 나트륨 이온 시스템, 고실리콘 양극, 고체 전해질, 건식 전극 공정 등과 같은 새로운 화학 기술은 이제 18~36개월 이내에 실험실 검증에서 파일럿 규모 실증 단계로 진입할 것으로 예상됩니다. 결과적으로 실험실 인프라는 세 가지 요구 사항을 동시에 충족해야 합니다. ● 변동성이 큰 실험 연구를 지원합니다 ● 프로세스의 일관성과 재현성을 유지합니다. ● 시범 운영 및 대량 생산 환경으로의 직접 이전을 지원합...
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전극 슬러리 준비 리튬 이온 및 나트륨 이온 배터리 제조에서 가장 중요하면서도 과소평가되는 단계 중 하나가 바로 슬러리 단계입니다. 입자 침전, 응집, 불균일한 분산, 불안정한 점도와 같은 문제는 종종 슬러리 단계에서 발생하지만, 그 결과는 코팅 결함, 용량 불균형, 수율 손실 등으로 이어집니다. 이 글에서는 체계적으로 설명합니다. 슬러리 침전 및 응집 현상이 발생하는 이유는 무엇일까요? , 혼합 속도 및 진공 수준과 같은 주요 공정 변수가 슬러리 품질에 미치는 영향 , 그리고 공학적 관점에서 적합한 진공 믹서를 선택하는 방법 이 콘텐츠는 안정적이고 확장 가능하며 재현 가능한 슬러리 제조법을 찾는 배터리 제조업체, 연구 개발 센터 및 파일럿 라인 엔지니어를 위해 작성되었습니다. 1. 전극 슬러리가 혼합 과정...
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전 세계 배터리 산업이 리튬 기반 화학 물질의 대안을 모색함에 따라, 나트륨 이온 배터리는 학술 연구에서 초기 상용화 단계로 꾸준히 진입해 왔습니다. 다양한 양극재 후보 중에서, NFPP(Na₃Fe₂(PO₄)₃) NFPP는 균형 잡힌 성능, 구조적 안정성 및 공급망 이점 덕분에 점점 더 많은 관심을 받고 있습니다. 극단적인 에너지 밀도를 추구하기보다는 비용 절감, 안전성 및 긴 수명을 목표로 하는 실용적인 소재 전략을 제시합니다. 이 글에서는 NFPP를 재료 및 제조 관점에서 살펴보고, 이것이 단기간에 상용화될 수 있는 나트륨 이온 배터리 양극재 중 가장 현실적인 선택지 중 하나로 여겨지는 이유를 분석합니다. 01. 나트륨 이온 배터리 개발에서 NFPP가 중요한 이유 나트륨 이온 배터리는 이온 반경, 확산 ...
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차세대 에너지 저장 기술을 둘러싼 전 세계적인 경쟁은 다음 분야에 집중되어 있습니다. 고체 배터리(SSB) 에너지 밀도 향상 및 안전성 증대의 잠재력은 분명하지만, 실험실 규모의 프로토타입에서 대량 생산으로의 전환은 여전히 어려운 과제입니다. 가장 중요한 난관 중 하나는 고체 전해질과 전극 사이의 완벽한 접촉면을 확보하는 것입니다. 이러한 격차를 해소하기 위해 당사는 고성능 제품을 소개하게 되어 자랑스럽습니다. 온열 등압 프레스(WISP) 이 기계는 SSB 시범 연구 및 대규모 생산을 위해 특별히 설계되었습니다. 고체 배터리에 등압 성형이 중요한 이유 기존의 액체 리튬 이온 배터리와 달리, 고체 배터리는 고체 물질의 이음매 없는 접촉에 의존합니다. 계면에 미세한 공극이나 "공극"이 존재하면 내부 저항이 증가...
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전고체 배터리에서는 액체 전해질 대신 고체 전해질 막이 사용됩니다. 따라서 전처리 공정에서는 기존의 양극 및 음극 전극 시트 외에도 이 고체 전해질 막을 제조해야 합니다. 이 공정은 배터리 제조 워크플로우에서 매우 중요한 단계로, 최종 셀의 성능과 품질을 직접적으로 좌우합니다. 현재 전고체 배터리 생산 라인에서는 습식 공정이 주를 이루지만, 비용, 공정 효율성 및 재료 호환성 측면에서 여러 장점을 가진 건식 공정이 차세대 전고체 배터리 전처리 기술의 주류로 점차 자리 잡고 있습니다. 01. 고체 배터리 사전 성형 생산의 주요 개선 사항 전고체 배터리의 제조 공정은 기존 액체 전해질 배터리와 근본적으로 다릅니다. 전처리 단계인 전해질 막 제작은 배터리 제조 공정에서 매우 중요한 전환 단계입니다. 이 단계는 완...
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리튬 배터리 슬러리 혼합, 코팅 및 후속 조립의 생산 현장에서 슬러리 침전, 겔화(젤리 같은 점성), 코팅 헤드 막힘은 공정 엔지니어를 괴롭히는 세 가지 지속적인 "문제"입니다. 이러한 문제는 전극 균열, 필름 박리, 배터리 변형과 같은 연쇄 반응을 더욱 악화시킬 수 있습니다. 이러한 불안정성은 전극 점성 불량으로 이어질 뿐만 아니라 생산 수율과 용량을 직접적으로 저하시킵니다. 우리는 종종 혼합 과정이나 고형분 함량을 조정하면서, 제품 구성에서 작지만 핵심적인 성분인 결합제의 중요한 역할을 간과하는 경향이 있습니다. 이 글에서는 결합제의 미세 메커니즘부터 시작하여, 그 복잡성을 층층이 풀어내고, 앞서 언급한 문제들에 대한 "원스톱" 문제 해결 및 솔루션 가이드를 제공합니다. I. 슬러리 침전을 어떻게 해결할...
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Ⅰ. 실리콘-카본 음극재의 성능적 장점과 과제 (1) 실리콘의 전기화학적 특성 리튬 이온 배터리 음극 연구에서 실리콘은 매우 높은 이론 비용량으로 인해 상당한 주목을 받고 있습니다. 완전 리튬화 반응 시, 실리콘은 기존 흑연의 거의 10배에 달하는 4,200mAh/g에 달하는 비용량을 갖는 합금을 형성할 수 있습니다. 이러한 특성은 배터리 에너지 밀도 향상을 위한 견고한 재료 기반을 제공합니다. 리튬 삽입/추출 공정은 주로 실리콘과 리튬 간의 가역적 합금화 반응에 의존합니다. 실리콘의 뛰어난 비용량 이점은 실리콘을 고에너지 밀도 음극 소재의 핵심 후보로 만듭니다. 그러나 리튬화 반응 과정에서 실리콘 입자는 실험 데이터 기준으로 300%를 초과하는 심각한 부피 팽창을 겪으며, 이는 탄소 기반 소재의 변형 범위...
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리튬 이온 배터리 코팅의 결함은 코팅 슬러리, 코팅 창, 코팅 건조 과정의 세 가지 주요 부분에서 발생합니다. 슬러리 제조 공정에서 불완전한 분산은 응집된 입자를 발생시키고, 불충분한 철 제거 여과는 금속 파편을 발생시키며, 불완전한 진공 탈기는 수많은 기포를 남깁니다. 이에 따른 코팅 결함으로는 응집물, 금속 입자 오염, 핀홀, 오렌지 껍질 등이 있습니다. 코팅 공정 변수(슬러리 체적 유량, 코팅 속도, 슬롯 갭 등)가 코팅 윈도우를 초과하면 공기 혼입, 처짐, 주기적인 수평 줄무늬 및 수직 줄무늬가 발생할 수 있습니다. 또한, 공급 펌프, 코팅 롤 등의 주기적인 진동도 주기적인 수평 줄무늬를 생성할 수 있습니다. 코팅 건조 공정 중 건조 온도가 지나치게 높으면 바인더와 같은 결함이 발생할 수 있습니다. ...
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리튬 배터리 분리막 양극과 음극 사이의 보호막 역할을 하여 이온은 전도하지만 전자는 전도하지 않습니다. 전해질 충전 및 형성 후 이상적인 상태에서 분리막은 전극과 완전하고 평평한 접촉을 유지해야 합니다. 그러나 배터리를 분해하면 분리막에 심한 주름이 생기는 것을 종종 발견합니다. (이는 음극의 주름에서도 명확하게 확인할 수 있습니다.) 아래에서는 분리기 주름 현상을 위험, 원인, 해결책이라는 세 가지 측면에서 살펴보겠습니다. 1. 분리기 주름의 위험: 내부 저항 증가: 주름진 부분에서 분리막의 미세기공 구조가 손상되어 리튬 이온의 이동 경로를 방해합니다. 이로 인해 내부 저항이 15~30% 증가하여 충방전 효율이 크게 저하됩니다. 용량 감소: 주름진 부위에 전해질이 고르지 않게 침투하면 활물질의 활용도가 떨...
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