배터리 셀 연구 및 개발의 핵심 책임

I. 작업 목표의 정확한 해체

작업 목표 해체는 셀 개발의 기본입니다. 신제품 개발이든 양산 제품의 지속적인 유지 관리든, 목표를 명확하고 논리적으로 세분화하는 것은 매우 중요합니다. 복잡한 지표는 계층화하고 세분화한 후 관련 부서에 체계적으로 할당해야 합니다. 이를 통해 각 부서가 자신의 방향과 우선순위를 명확히 이해하도록 할 수 있습니다.

한 부서가 할당된 목표를 달성하지 못하면 책임 소재가 명확해집니다. 반대로, 모든 부서가 분해된 목표를 성공적으로 달성했지만 전체 목표는 달성되지 않았다면, 세포 개발 부서의 목표 분해가 편향되었거나 불합리했는지 재평가해야 합니다.

예를 들어, 고에너지 밀도 셀을 개발할 때 에너지 밀도 목표는 양극 및 음극 재료 선택, 전극 두께 설계, 전해질 조성과 같은 구체적인 측면으로 나누어야 하며, 이러한 작업은 재료 R&D 및 공정 설계 부서에 할당되어야 합니다.

대규모 배터리 회사에서는 셀 개발이 고객 요구 사항을 해결하는 것부터 시작됩니다. 다양한 적용 시나리오에서 셀 성능, 크기 및 비용에 대한 고객 요구 사항을 깊이 있게 파악한 후, 포괄적이고 상세한 목표 분해 분석을 수행합니다. 소규모 배터리 공장에서는 최고 경영진이 핵심 목표와 전략을 직접 설정하는 반면, 하위 직원들은 회사의 OKR(목표 및 핵심 결과)에서 지표 분해 방법과 논리를 배울 수 있습니다. 이 프로세스는 직원들이 회사의 전반적인 전략 구조를 이해하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 업무에 대한 거시적 지침을 제공합니다.

II. 엄격한 제품 개발 프로세스

(1) 수요기반 설계계획

신제품 개발 초기에는 고객 요구사항을 기반으로 셀의 구조적 치수를 정확하게 설계해야 합니다. 전기 자동차, 에너지 저장 발전소, 가전제품 등 다양한 응용 분야는 셀 크기에 대한 요구 사항이 매우 다릅니다. 동시에 에너지 밀도, 충방전 속도, 사이클 수명, 자가 방전 속도 등 응용 분야의 특성을 기반으로 포괄적이고 정확한 전기적 성능 지표를 수립해야 합니다.

예를 들어, 전기차용 셀은 장거리 및 고속 충전 요건을 충족하기 위해 에너지 밀도와 충방전 속도를 우선시해야 하는 반면, 에너지 저장 스테이션용 셀은 사이클 수명과 안전성에 더욱 중점을 둡니다. 설계 및 계획 단계에서는 시스템 부서와의 협력을 통해 품질 관리 시스템 및 생산 공정 시스템을 포함한 포괄적인 시스템 솔루션을 개발하고, 이를 통해 후속 샘플 생산을 위한 탄탄한 기반을 마련하는 것이 필수적입니다.

(2) 샘플 생산 및 반복 최적화

디자인 계획이 완료되면 프로세스는 신속하게 맞춤형으로 진행됩니다. 배터리 장비 샘플 생산. 각 샘플 생산 라운드는 전기 성능 시험, 안전 시험, 환경 적응성 시험을 포함한 엄격하고 포괄적인 시험을 거쳐야 합니다. 시험 결과를 바탕으로 설계 및 공정 매개변수를 신속하게 조정하고 다음 검증 라운드를 시작합니다. 이러한 반복적인 프로세스는 셀 성능 목표가 완벽하게 달성될 때까지 계속됩니다.

셀의 전기적 성능이 기준을 충족하더라도, 최종 제품이 시스템 모듈인 경우 추가 검증이 필요합니다. 모듈은 직렬 또는 병렬로 연결된 여러 셀을 포함하므로 셀 일관성, 열 관리, 전기 연결 등 복잡한 요소를 고려해야 합니다.

세포 개발 분야에 새로 진입하는 사람들의 경우 처음에 가장 중요한 과제는 관찰하는 것입니다. 배터리 생산 라인 생산 라인에서는 신규 인력이 전극 코팅, 권취 또는 적층, 전해액 주입, 캡슐화와 같은 핵심 단계를 포함하여 원자재부터 완제품까지 셀의 전체 세부 제조 공정을 시각적으로 배울 수 있습니다.

경험이 쌓이면서 신입생들은 점차 실험 책임자 역할을 맡아 세포 생산을 전담하고 공정 보고서 출력을 표준화할 수 있습니다. 샘플 제작이 완료되면, 위원으로 활동하여 전문 시험 기관에 샘플을 보내고 시험 결과를 바탕으로 상세한 전문 보고서를 작성합니다.

생산 라인을 모니터링하는 동안 재료 결함, 공정 변동, 장비 고장 등 다양한 현장 문제는 불가피합니다. 이를 위해서는 문제 해결 능력을 점진적으로 향상시키기 위한 지속적인 경험 축적이 필요합니다. 이 과정에는 다양한 배터리 소재에 대한 검증 작업도 포함됩니다. 재료 부서 전문가만큼 전문적이지는 않지만, 신입사원도 기본적인 특성과 적용 핵심 사항을 파악할 수 있습니다.

테스트된 셀의 경우, 분해 분석이나 기타 고장 분석이 필요합니다. 전문적인 고장 분석 부서만큼 심층적이지는 않지만, 제품 최적화에 도움이 되는 핵심 정보를 추출할 수 있습니다.

III. 과학적 제품 적용 전략 수립

(1) 신규 개발 제품에 대한 성능 탐색 및 전략 수립

새로 개발된 셀 제품은 용량 시험, 내부 저항 시험, 다양한 온도와 충전-방전 속도에서의 수명 주기 시험 등 일련의 포괄적이고 심층적인 기본 전기 성능 시험을 거쳐야 합니다.

이러한 테스트를 기반으로 상세한 기준선 매트릭스 테스트 결과가 생성되고, 정확한 충방전 전류 제한표가 작성됩니다. 이 표는 이후 BMS(배터리 관리 시스템) 전략 개발에 중요한 참고 자료가 됩니다. BMS는 안전하고 효율적인 작동을 보장하기 위해 셀의 특성에 따라 충방전 전류를 합리적으로 제어해야 합니다.

재료 시스템에 결함이 있거나 기준을 완전히 충족하지 못할 가능성이 있는 셀의 경우, 시험 전략을 유연하게 조정해야 합니다. 예를 들어, 팽창하기 쉬운 셀의 경우, 팽창을 억제하고 성능을 보장하기 위해 사전 조임력을 적용할 수 있습니다. 충전 수용력이 약한 셀의 경우, 충전 효율을 개선하기 위해 단계적인 충전 방법을 시도할 수 있습니다.

(2) 양산제품의 유지관리 및 최적화

대량 생산 유지보수는 복잡하고 중요합니다. 비용 절감을 위한 재료 교체 검증, 제품 성능 저하 없이 더욱 비용 효율적인 원자재 확보, 그리고 이를 통한 시장 경쟁력 강화가 필요할 수 있습니다. 동시에, 노화된 셀은 실제 작동 수명과 실험실 수명 간의 차이를 평가하기 위해 충방전 성능 검증을 거쳐야 하며, 이를 통해 제품 수명 예측 및 최적화를 위한 데이터 기반을 제공해야 합니다.

또한, 고객 불만에는 재현성 검증, 심층적인 근본 원인 분석, 그리고 실질적인 개선 조치가 필요합니다. 이러한 작업은 회사의 사업 영역과 고객 요구에 따라 달라집니다.

신규 개발자의 경우, 제품 적용 단계는 주로 특정 테스트 절차를 배우고 각 테스트 단계의 목적과 설계 원칙을 철저히 이해하는 것을 포함합니다. 테스트 방법을 숙달한 후에는 정확한 데이터 처리, 테스트 결과에 대한 심층 분석, 그리고 전문적인 보고서 작성 능력이 요구됩니다. 회사의 제품이 모듈 형태인 경우, 모듈 테스트도 수행해야 합니다.

모듈 테스트는 셀 테스트보다 더 복잡합니다. 셀 자체 성능 외에도, 직렬 또는 병렬로 연결된 여러 셀에서 발생하는 일관성 문제를 해결해야 합니다. 이를 통해 충전-방전 중 전압, 용량, 내부 저항과 같은 매개변수가 셀 전체에서 유사하게 유지되어 개별 셀의 과충전 또는 과방전을 방지할 수 있습니다.

또한, 모듈 온도 상승 문제는 다양한 조건에서 모듈이 적정 온도 범위 내에서 작동하도록 합리적인 열 관리 시스템을 설계하여 해결해야 합니다. 더 나아가, 정밀한 관리 및 보호를 위해서는 모듈 내 BMS 적용 전략을 면밀히 검토해야 합니다. 이는 의심할 여지 없이 심오하고 광범위한 분야이므로, 실무자들은 지속적으로 지식을 축적하고 실무를 통해 이해를 심화시켜야 합니다.

신에너지 배터리 공장에서 셀 개발은 길고 복잡한 마라톤과 같습니다. 실무자들이 수요 분석, 제품 개발, 애플리케이션 유지보수에 이르기까지 모든 단계에 깊이 참여하여 프로젝트를 완벽하게 파악할 수 있다면, 셀 개발 기술을 완벽하게 숙달하고 풍부한 경험을 쌓을 수 있을 뿐만 아니라, 제품이 시장에 성공적으로 출시되어 고객 니즈를 충족할 때 큰 성취감을 얻을 수 있습니다.

물론 이 과정에는 어려움도 따릅니다. 초과 근무가 일상이 되고 업무 압박도 상당합니다. 하지만 이러한 고강도의 도전을 통해 실무자들은 지속적으로 성장하고 신에너지 배터리 산업의 번영에 기여하고 있습니다.

~에 TOB 뉴 에너지 배터리 연구실 라인, 배터리 파일럿 라인 구축부터 본격적인 생산까지 모든 단계에서 셀 개발을 지원합니다. 배터리 생산 라인 솔루션 . 우리는 다양한 범위의 배터리 재료 전문가의 지원을 받아 배터리 기술 지원 고체 전지, 나트륨 이온 전지, 리튬-황 전지와 같은 신기술에 대한 연구를 진행하고 있습니다. 더 많은 연구자들이 댓글 섹션을 통해 경험을 공유하여 세포 개발 책임에 대한 이해를 더욱 넓혀주기를 기대합니다.