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(이미지 = 삼성SDI 제공)

(서울=NSP통신) 최아랑 기자 = 우리가 실생활서 편리하게 이용하는 전기자동차, 전동 킥보드, 전동공구, 스마트폰 등을 가동시키는 동력장치인 배터리는 그 활용도에 비해 대접은 소홀히 받는다. 이는 소모품이기에 그러하다. 하지만 배터리가 없다면 우리 생활은 어떠할까. 아마도 많은 불편을 호소하게 되지 않을까.

약방의 감초처럼 전기가 필요한 곳에는 어김없이 존재하며 그 활용도를 다하는 배터리에 대해 세세히 아는 이는 드물다.

특히 배터리가 만들어지는 공정에 대해서는 전문가 외에 일반인들은 잘 알지 못한다. 물론, 관심이 없는 탓도 있지만 배터리의 공정에 대해 제조사들도 알기쉽게 안내하지 않기 때문이다.

많은 이들의 연구로 이룬 땀의 결정체이자 실생활에 밀접해 있으면서도 그의 존재성 만큼 가치를 인정받지 못하고 있는 것 같은 배터리. 그가 탄생되기까지 거쳐야 되는 과정에 대한 궁금증을 우리나라를 대표하는 배터리 업체 삼성SDI를 통해 해소해 본다.

삼성SDI에 따르면 배터리는 극판부터 스택, 조립, 화성까지 4단계 공정을 거쳐야 비로소 탄생된다. 이후에는 세세한 디테일까지 꼼꼼히 관리된다. 압연 과정에서 기재 장력 조절, 스택 적층 시 Z자 배치, 전해액 주입 전 미세 구멍 확인, 초충전을 통한 SEI 피막 형성 등 눈에 보이지 않는 과정 하나하나가 배터리 성능과 안전성을 결정짓게 된다.

◆1단계 ‘극판 공정’…“배터리 성능은 ‘시작’이 중요하다”

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배터리의 핵심 재료인 활물질과 바인더, 도전재를 섞어 슬러리를 만든다. 이 혼합물은 금속판 위에 고르게 발라진 뒤 건조된다. 이후 절단과 압축 과정을 거쳐 극판의 두께와 장력을 정밀하게 조절하는데 이 과정이 배터리 수명과 안전성을 결정짓는다. 쉽게 말해 배터리의 뼈대를 만드는 과정이다.

◆2단계 ‘스태킹 공정’…“Z자 블록 쌓기’로 안전망 구축”

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조립 전에 양극과 음극, 그리고 분리막을 Z자 모양으로 차곡차곡 쌓는다. 각 극판은 탭을 가공하고 전수 검사를 통해 정확히 맞물리는지 확인한다. 이렇게 꼼꼼히 쌓아야 나중에 전기적 문제가 발생하지 않고 배터리가 안정적으로 작동한다. 말 그대로 배터리 속 ‘층층이 쌓인 안전망’을 만드는 과정이다.

◆3단계 ‘조립 공정’…“전해액 한 방울에 완성도가 달라진다”

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스택을 알루미늄 케이스에 넣고 탭 용접으로 전류가 흐를 길을 만들어준다. 그다음 전해액을 채우고 아주 작은 구멍까지 점검한 뒤 밀봉과 세정을 거쳐 셀을 완성한다. 이제 배터리의 형태와 내부 구조가 갖춰져 실제 전기를 담을 준비를 마친 상태다.

◆4단계 ‘화성 공정’…“배터리 졸업식, 출하 전 마지막 절차”

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완성된 셀은 처음 충전을 통해 보호막(SEI 피막)을 만든다. 이어서 충전과 방전을 반복해 전압을 안정화하고 일정 시간 동안 숙성(에이징)시켜 특성을 확인한다. 마지막으로 꼼꼼한 검사와 포장을 거치면 배터리는 비로소 안전하게 고객에게 전달된다.

삼성SDI 관계자는 “배터리는 눈에 보이지 않는 공정 하나하나가 모여 전기차가 안정적으로 달릴 수 있는 힘이 된다”고 말했다.

NSP통신 최아랑 기자(arang2466@nspna.com)

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