[IR52 장영실상] 벨트 컨베이어로 2차전지 불량 해결

LG전자 '다이렉트 스태킹 장비'
전극·분리막서 정전기 억제
생산성 높이고 수율도 개선

왼쪽부터 김용성 선임연구원, 김성철 책임연구원, 정대화 생산기술원장. 산기협

스태킹 장비는 2차전지 제조 공정에서 핵심 설비다. 양극과 음극, 분리막 등 2차전지 구성품을 계단처럼 층층이 쌓는 역할을 한다. 스태킹 장비가 얼마나 효율적으로 불량 없이 층을 쌓느냐에 따라 2차전지 생산성과 안정성이 갈린다.

2024년 제23주 차 IR52 장영실상 수상 제품으로 LG전자가 개발한 '2차전지의 생산성 및 안정성 향상을 위한 신규 공법이 적용된 다이렉트 스태킹 장비'가 선정됐다. 김용성 LG전자 선임연구원은 "이 장비는 기존 장비가 갖고 있던 낱장 분리 불량을 해결했다"며 "현재 이 장비는 전 세계적으로 공급돼 2차전지의 안정적인 생산에 이바지하고 있다"고 설명했다.

낱장 분리 불량은 전극과 분리막에 발생하는 정전기 등의 이유로 생긴다. 스태킹 장비를 사용하는 다른 산업군과 달리 층을 쌓는 2차전지 공정에만 특이적으로 발생하는 문제다. LG전자 연구팀은 "단위 셀을 박스에 담아 옮기며 발생하는 문제"라면서 "이 문제를 벨트 타입의 컨베이어 시스템을 도입해 해결했다"고 설명했다.

연구팀이 개발한 장비는 단위 셀을 연속해 흐르고 있는 컨베이어와 흡착 시스템으로 이송한다. 이를 통해 기존에 단위 셀을 박스에 담아 옮기며 발생하는 정전기 문제를 해결했다. 낱장 분리 불량이 '제로'에 가깝다는 게 연구팀 측 설명이다. 낱장 분리 불량이 해결되면서 생산 시간이나 수율에서의 로스도 개선됐다.

또 이 장비는 0.27초마다 제품 1개를 이송한다. 연구팀은 "빠른 이송 속도를 가진 고속 물류 시스템"이라며 "이를 통해 생산성을 높일 수 있었다"고 밝혔다.

연구팀은 이 장비가 이 장비는 이차전지 외에 다른 산업군 활용도 기대된다. 연구팀은 "이 장비는 이차전지 공정 외에도 여러 산업군에서 활용할 수 있다"며 "장비 완성도를 더 높일 수 있도록 연구개발을 지속하겠다"고 밝혔다.

연구팀은 "이 장비가 현재 이 장비가 전 세계적으로 공급돼 이차전지의 안정적 생산에 이바지하고 있다"며 "지속적으로 판매실적을 쌓을 수 있도록 할 것이며 미래를 위해 조금 더 완성도를 높일 수 있도록 연구개발을 지속하겠다"고 밝혔다.

주최 : 과학기술정보통신부 주관 : 매일경제신문사 한국산업기술진흥협회

[고재원 기자]