2차전지 산업 탐구: 2차전지 제조 공정 및 Value chain

1. 2차전지 제조 공정

 

셀 메이커는 신규 투자 시 입지 선정, 승인, 설계, 착공, 설비 발주, 세팅, 양산의 단계를 거친다. 장비는 제조에 통상적으로 6~12개월이 소요된다. 운송, 인도, 세팅 등 요인을 고려해 공장 가동 시점 3~4개 분기 이전부터 발주가 시작된다.

 

 

2차전지 제조는 전극, 조립, 화성, 모듈/팩 공정 순으로 진행된다. 원재료 믹싱, 도포, 압연, 커팅으로 전극판의 기본 형태가 형성되면 젤리롤 형태로 감거나, 파우치에 삽입할 형태로 쌓는다. 탭을 용접하고 매개인 전해액을 주입하고 각 형태에 맞는 패키징을 끝내면 배터리 형태가 갖춰진다. 이후 충방전을 통해 배터리 성질을 부여한 후 감별과 모듈/팩 공정을 거치면 최종 수요처로 출하된다.

 

 

 

 

2. 제조 공정별 이슈와 플레이어

 

2.1. 전극공정

 

전극공정은 슬러리 믹싱부터, 코팅, 슬리팅, 노칭을 아우르는 부분으로 전체 배터리 제조의 30~35% 원가 비중을 차지한다. 믹싱공정은 전극을 형성하기 위해도 전재, 바인더, 활물질을 투입, 혼합해 이송한다. 코팅공정은 알루미늄/동박 위에 활물질을 도포하고 건조한다. 프레싱은 전극을 압착해 밀도를 높이고, 슬리팅을 통해 원하는 크기로 잘라내 다음 공정으로 이송시킨다.

 

주요 이슈: 1) 배치(batch)식 → 연속식(continuous) 믹싱 도입, 2) R2R 기술력으로 전극 품질 유지, 건식 공정 도입

 

주요 장비사: 티에스아이, 윤성에프앤씨, 제일엠앤에스, 피엔티, 씨아이에스, 히라노, 도레이, 선도지능, 잉허과기, Putailai

 

 

 

2.2. 조립공정

 

조립(Assembly)공정은 전극공정에서 형성된 전극을 배터리 형태로 조립하는 과정이다. 파우치형(Polymer)은 노칭, 스태킹, 파우치 형성을 거치고 원통형(Cylndrical)과 각형(Prismatic)은 젤리롤을 형성해 캡에 삽입한다. 최근 각형에도 삼성SDI Gen5 배터리와 같이 성능 제고를 위해 기존 와인딩 방식에서 스태킹 공법 채택이 확대되고 있다.

 

주요 이슈: 1) 레이저 노칭 도입, 2) 모듈간 통합/자동화 in-line 장비 적용

 

주요 장비사: 엠플러스, 필에너지, 엠오티, 디에이테크놀로지, 디이엔티, 하나기술, 유일에너테크, 우원기술, 나인테크, 브이원텍, 선도지능, 항커, 잉허과기

 

 

 

 

2.3. 화성/기타 공정

 

포메이션은 충방전을 통해 셀이 배터리 성질을 띠게 하는 과정이다. 에이징은 충방전을 마친 셀을 선반(rack)에서 일정 기간 보관해 전해액 분산과 안정화를 하는 과정이다.

 

이후 등급 분류와 IR/OCV를 거쳐 셀의 양/불량을 판별한다. 활성화를 거친 배터리는 팩/모듈 형태로 최종 제품에 적용 형태로 포장, 출하된다. 그 외 자동화, 조립공정 X-ray검사, 외관검사, 슬러리 공정 금속 이물질 탈철 등 메인 장비들과 상응하는 부대장비, 시스템도 성장 중이다.

 

주요 이슈: 1) 충방전 기술을 활용한 폐배터리 시장 장비 진입, 2) 고온가압 충방 전 솔루션으로 공간, 기간 단축

 

주요 장비사: 원익피앤이, 에이프로, 갑진, 삼지전자, 항커, SFA, 코윈테크, 브이 원텍, 엔시스, 이노메트리, 대보마그네틱

 

 

출처: 신한투자증권, 각 사, 언론보도, DART

 

 

뜨리스땅

 

 

https://tristanchoi.tistory.com/369

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