본문 바로가기

실리콘이차전지

 (44)
AI 품질 모니터링 시스템용 전고체 셀 전극 데이터셋 구축 가이드 1. 서론 - AI 품질 시스템의 성능은 ‘데이터셋’이 결정한다. 전고체 배터리(All-Solid-State Battery, ASSB)는 고체 전해질 기반의 고안전성, 고전압 대응 전지를 구현할 수 있는 차세대 에너지 저장 장치이다. 하지만 ASSB는 계면 반응 민감도, 복합재료의 미세 분산 편차, 성형 공정의 응력 집중 등으로 인해 품질 편차가 심화되기 쉬운 구조를 갖고 있다. 기존의 샘플링 품질 검사 방식으로는 생산 전극 전체의 품질을 모니터링하기 어려우며, 이를 극복하기 위해 AI 기반 실시간 품질 판별 시스템이 도입되고 있다. 하지만 AI 품질 예측 모델의 성능을 좌우하는 핵심은 고품질의 라벨링된 학습 데이터셋이다. 본 가이드는 전고체 셀 전극 제조 공정에서 AI 품질 모니터링 시스템 구축에 필요..
전극 균일도와 싸이클 수명 간 상관관계 시뮬레이션 연구 1. 서론 - 전극 균일도는 전고체 셀의 수명을 결정짓는 결정적 변수 전고체 배터리(All-Solid-State Battery)는 고안전성, 고전압 대응, 긴 수명 특성으로 인해 차세대 에너지 저장 장치의 중심 기술로 부상하고 있다. 특히 실리콘 기반 고용량 음극재의 도입은 ASSB의 에너지 밀도 향상에 기여하지만, 그만큼 공정 안정성과 계면 품질 유지가 매우 중요해진다. 전극의 품질 중에서도 ‘균일도’는 싸이클 수명에 직접적인 영향을 주는 핵심 변수이다.균일하지 않은 전극은 국소적으로 과도한 응력 집중, Shell 파괴, 리튬 농도 편차를 유발하며 이는 싸이클 반복 시 급격한 성능 열화로 이어진다. 이 보고서는 전극의 두께 균일도, Shell 분산도, 전해질 함침 균형 등의 변수가 싸이클 수명에 어떤 ..
Full 자동화 vs 사람 중심 반자동화 (생산성–비용 교차점 분석) 1. 서론 - 배터리 제조 공정의 핵심 경쟁력, 자동화의 깊이 전고체 배터리(All-Solid-State Battery, ASSB)는 고체 전해질을 활용해 폭발 위험이 없는 고안전성, 고전압, 고에너지 밀도의 전지를 구현할 수 있다. 그러나 ASSB 제조 공정은 복잡한 재료 계면, 정밀한 압축, 건조 조건 등을 수반하므로 생산라인의 자동화 수준이 품질과 수율을 좌우하는 핵심 요인이 된다.최근 산업계에서는 두 가지 상반된 접근 방식이 논의되고 있다:Full 자동화 시스템: 전 공정을 기계 및 AI 기반으로 완전히 자동화사람 중심 반자동화 시스템: 핵심 공정은 기계화, 일부 판단과 제어는 숙련 인력에 의존이 보고서는 위 두 모델의 생산성, 비용, 수율, 품질 편차, 도입 장벽 등을 다각도로 비교 분석하고,각..
전고체 셀 라인의 디지털 트윈 구축 및 AI 기반 공정 제어 연동 전략 1. 서론 - 전고체 셀 양산화의 열쇠, 디지털 트윈 전고체 전지(All-Solid-State Battery)는 폭발 위험이 없는 고안전성과 고에너지 밀도를 갖춘 차세대 배터리로, 실리콘 음극 및 황화물계 고체 전해질 조합을 통해 고성능 셀 구조를 구현할 수 있다. 하지만 ASSB의 제조 공정은 액체 전해질 기반 셀에 비해 훨씬 복잡하고 변수 민감도가 높아, 고품질·고수율을 유지하기 위한 공정 관리가 매우 어렵다. 이러한 구조적 복잡성과 품질 관리의 어려움을 극복하기 위한 핵심 기술 중 하나가 바로 디지털 트윈(Digital Twin)이다.디지털 트윈이란 물리적 공정을 정확하게 가상 공간에 복제(모사)한 디지털 모델로, AI 알고리즘과 연동하여 공정 최적화, 품질 예지, 고장 방지 시뮬레이션 등을 실시간..
슬러리 점도 AI 제어 알고리즘이 전극 균일도에 미치는 영향 1. 서론 - 전극 품질 확보의 출발점은 ‘점도 제어’에 있다전고체 배터리(All-Solid-State Battery)는 고에너지 밀도와 화재 위험이 없는 구조적 안정성을 동시에 달성할 수 있는 차세대 에너지 저장 기술이다. 특히 고체 전해질 기반의 공정은 액체 기반 시스템에 비해 재료 취급과 계면 밀착이 까다롭기 때문에, 제조 공정 중 하나라도 불안정하면 셀 성능에 직접적으로 영향을 미친다. 그 중에서도 슬러리 점도는 도포 공정의 품질을 좌우하는 핵심 변수로 작용한다.슬러리는 실리콘(Si) 입자, 바인더, 전해질, 용매 등을 혼합한 페이스트 형태로 구성되며, 점도가 과도하면 균일한 코팅이 어렵고, 점도가 낮으면 전극 밀도가 불균형해진다.기존 점도 관리는 오퍼레이터의 수작업 경험에 의존하거나, 제조 중간..
AI 기반 전극 품질 모니터링 시스템과 자동화 공정 연동 사례 분석 1. 서론 - 전고체 배터리 제조, 이제는 품질 모니터링까지 AI 시대 전고체 배터리(All-Solid-State Battery)는 기존 리튬이온 배터리 대비 높은 에너지 밀도와 안정성을 확보할 수 있는 기술로 주목받고 있다. 그러나 ASSB 제조공정은 재현성이 낮고 공정 변수가 복잡하기 때문에, 셀 품질의 균일성 확보가 핵심 과제로 부상하고 있다. 특히 전극 품질은 셀의 용량, 계면 저항, 싸이클 수명 등 주요 성능에 직접적인 영향을 주며, 슬러리 도포 두께, 건조 균일성, Shell 균질성, 바인더 분포도 등 다양한 변수가 존재한다. 기존에는 샘플링 방식의 검사만으로 품질을 관리했지만, 이는 전극 전체 품질을 실시간으로 반영하지 못하는 한계가 있다. 이에 따라 AI 기반 품질 모니터링 시스템이 도입되..
전고체 셀 공정 자동화와 제조 비용 최적화 시뮬레이션 결과 1. 서론 - 공정 자동화는 전고체 배터리 상용화의 관문 전고체 전지(All-Solid-State Battery, ASSB)는 액체 전해질을 완전히 대체하면서 폭발 위험 없이 고에너지 밀도 구현이 가능하다는 점에서 차세대 배터리 기술로 집중 연구되고 있다. 특히 실리콘(Si) 기반 고용량 음극재와 고체 전해질의 조합은 셀 에너지 밀도를 획기적으로 끌어올릴 수 있는 해법이지만, 고체 전해질 공정 특성상 제조 공정의 복잡도와 수율 저하 위험이 높다.전고체 셀의 공정은 기존 리튬이온 배터리 대비 다음과 같은 구조적 차이점을 가진다:극히 낮은 습도 (고체 전해질 분말의 정밀 혼합·분산 공정다층 적층 압축 및 균일 압력 유지바인더·슬러리 제어의 정밀도 의존도 매우 높음따라서 공정 자동화는 생산성 향상뿐 아니라 셀..
실리콘 음극재 적용 시 전고체 셀의 바인더 시스템 최적화를 위한 공정 자동화 기술 로드맵 1. 서론 - 실리콘 음극 기반 전고체 셀의 제조 자동화는 선택이 아닌 필수 전고체 전지(All-Solid-State Battery, ASSB)는 액체 전해질을 고체 전해질로 대체함으로써 안전성, 에너지 밀도, 고전압 안정성 등의 측면에서 획기적인 장점을 제공한다. 특히 실리콘(Si)은 기존 흑연 음극의 10배에 달하는 이론용량(3,579 mAh/g)을 제공하여 차세대 고에너지 ASSB의 핵심 음극재로 주목받고 있다. 그러나 실리콘 음극재는 충전 시 300% 이상의 부피 팽창을 보이며, 이를 안정적으로 수용하기 위한 Yolk–Shell 구조, 복합 바인더 시스템, Shell 코팅 등의 기술이 병행되어야 한다. 그중 바인더 시스템은 실리콘 입자와 고체 전해질 사이의 접착력 확보, 기계적 응력 분산, 계면 ..

티스토리툴바