배터리 불량 - 오버행(Overhang) 불량
오버행(Overhang) 불량은 배터리 제조 과정에서 전극(양극 또는 음극)과 분리막(Separator)의 정렬 불량으로 인해 발생하는 문제입니다.
1. 오버행 불량의 정의
배터리 셀을 제작할 때, 양극(+)과 음극(-) 전극은 정확하게 정렬되어야 하며, 그 사이에 분리막이 위치해야 합니다.
오버행(Overhang) 불량이란, 전극(양극 또는 음극)이 분리막보다 더 길거나 비정상적으로 돌출된 상태를 의미합니다.
2. 오버행 불량의 원인
(1) 제조 공정의 문제
- 슬리팅(Slitting) 공정 불량 - 전극 또는 분리막의 재단 과정에서 크기 편차 발생
- 스태킹(Stacking) 및 권취(Winding) 공정 정렬 불량 - 전극과 분리막을 정렬할 때 위치가 틀어짐
- 적층(Stacking) 장비의 정밀도 부족 - 기계적 정렬이 불완전하여 전극 간 균형이 맞지 않음
- 원재료(분리막) 품질 문제 - 분리막이 균일하지 않아 특정 부분이 더 짧게 잘리는 현상
(2) 설계 및 공정 관리 문제
- 전극 및 분리막의 설계 치수 관리 미흡
- 전극과 분리막 사이의 마진(여유 간격)이 부족하여 작은 정렬 편차에도 오버행 발생
3. 오버행 불량이 배터리에 미치는 영향
(1) 내부 단락(Short Circuit) 위험 증가
오버행이 심한 경우, 양극과 음극이 직접 접촉할 가능성이 높아집니다.
분리막이 덮지 못한 전극 부분이 충격이나 압력에 의해 접촉하면서 배터리 단락(Short Circuit) 및 발열, 화재 위험이 증가합니다.
(2) 배터리 수명 저하
오버행이 발생한 부분에서는 전극이 제대로 보호되지 않아 불균일한 리튬 이온 이동이 발생합니다.
충·방전 시 특정 영역의 스트레스가 증가하면서 배터리 성능 저하가 나타날 수 있습니다.
4. 오버행 불량 방지 방법
(1) 제조 공정 개선
- 고정밀 슬리팅(Slitting) 장비 사용 - 전극 및 분리막의 절단 편차 최소화
- 스태킹(Stacking) 및 권취(Winding) 정밀도 향상 - 자동 정렬 시스템 도입
- 공정 내 실시간 검사 시스템 도입 - 비전(영상) 검사 시스템 활용
(2) 설계 최적화
- 전극과 분리막의 크기 차이를 충분히 확보하여 정렬 오차 허용 범위 증가
- 배터리 제조 표준을 엄격히 관리하여 공정 편차 최소화
오버행 불량은 배터리 내부 단락 및 수명 저하를 초래하는 중요한 결함입니다. 이를 방지하기 위해서는 제조 공정의 정밀도 향상, 품질 관리 강화, 설계 최적화 등의 노력이 필요합니다.
댓글 없음:
댓글 쓰기