블로그

Jun 21, 2024

보세요...만지지 마세요: EV 배터리 CT 검사

Q&A 2022년 2월 18일 헬스케어에 뿌리를 둔 고급 X선 및 CT 기술은 이제 EV 배터리의 더 빠르고 정확하며 비파괴 검사에 사용됩니다. 토비아스 노이브랜드(Tobias Neubrand) 박사,

Q&A

2022년 2월 18일

의료에 뿌리를 둔 고급 X선 및 CT 기술은 이제 EV 배터리의 더 빠르고 정확하며 비파괴 검사에 사용됩니다.

박사. 토비아스 뉴브랜드Baker Hughes의 사업부이자 산업 검사 솔루션 분야의 세계적인 선두주자인 Waygate Technologies의 전자 검사 기술 이사가 고급 산업용 방사선 촬영 및 CT(컴퓨터 단층 촬영) 시스템이 비파괴 배터리 검사에 어떻게 혁명을 일으키고 있는지, 그리고 이것이 오늘날의 핵심 요구 사항인 이유를 설명합니다. 빠르게 성장하는 전기 자동차(EV) 및 eMobility 제조 부문과 미래의 중고 EV 판매자를 위한 것입니다.

R&D 관점에서 리튬 이온 전지에 사용되는 기술은 성숙 단계에 있으며 개발이 어느 정도 마무리 단계에 있습니다. 제조업체의 다음 장애물은 비용을 절감하기 위해 이러한 셀의 안정적인 고품질 대량 생산을 달성하는 것입니다. 실험실에서는 모두 잘 작동하지만, 양산에 들어가면 몇 가지 문제가 발생합니다. 예를 들어, 그들은 서로 다른 공급업체의 화학 물질을 사용하여 세포의 자동화된 대량 생산 중에 실패를 초래할 수 있습니다.

모든 공급업체 간에 공통된 표준이 없으며, 큰 비용 문제 중 하나는 셀이 특정 테스트 지점에서 실패하여 라인에서 제거될 때 폐기되는 것입니다. 2D X선 시스템은 이미 작업 현장에 있으며 예를 들어 셀의 20%를 불량 셀로 테스트할 수 있습니다. 3D CT 기술을 활용하면 세포를 더 자세히 확인하고 더 정확하게 평가할 수 있습니다. 이는 빠른 속도로 수행될 수 있으며 잘못된 실패 테스트를 줄이고 스크랩을 줄일 수 있습니다.

스크랩은 폐기물이 아니라 미래의 원자재입니다. 바로 재활용 과정으로 들어갑니다. 몇 퍼센트 포인트를 잃게 되며 이는 새 셀에 사용하기에 좋은 소스입니다. 하지만 베이킹 라인처럼 생각하면 문제가 보입니다. 생산하는 비스킷 10개 중 2개는 깨지고 상자를 채울 만큼 좋은 비스킷이 충분하지 않은 경우. 이것이 제조업체가 직면하고 있는 상황입니다. 불량 셀로 테스트된 모든 셀은 효율성을 저하시키고 비용을 증가시킵니다.

이는 EV 시장에 의해 주도되고 있습니다. 모든 사람은 더 긴 주행 ​​거리와 더 강력한 자동차를 원하며 자동차 제조업체는 전체 포트폴리오를 EV로 전환하고 있습니다. 이로 인해 생산되는 배터리 셀이 매우 다양해졌습니다. 문제가 있는 위치에 대한 데이터를 계속 수집하고 있는 신흥 대량 생산 부문에 이러한 다양성을 추가하면 지속적인 학습이 이루어집니다. 앞으로 이러한 제조업체는 통계적 프로세스 제어를 갖게 되지만 지금은 매우 새롭고 프로세스가 개선되고 있으며 데이터 레이크를 생성하여 문제가 발생한 위치를 확인할 수 있습니다. 무언가를 변경할 때마다 학습 곡선을 다시 시작합니다.

당신은 경쟁자보다 우위를 점할 수 있는 약간 더 나은 화학적 성질을 가지고 있다는 것을 알게 되므로 다시 그렇게 합니다. 다음으로 스포츠카용 배터리를 원하는데 이제는 크기가 달라야 합니다. 이것은 현재 업계가 겪고 있는 일종의 순환 고리입니다.

가전제품용 소형 배터리의 구조를 생각해 보세요. 큰 자동차 배터리도 마찬가지다. 일단 만들어지면 봉인되어 더 이상 내부를 볼 수 없습니다. 마치 블랙박스와 같습니다. 전류를 테스트할 수는 있지만 내부 구조의 진정한 무결성을 알 수는 없습니다. 자동차 제조업체는 검사 기술을 사용하여 배터리 제조업체로부터 구매하는 배터리를 확인합니다. 문제가 있는 경우 결함이 있는 곳이 자신에게 있는지, 아니면 배터리 제조업체에 있는지 확실히 알고 싶어합니다.

리튬이온 배터리 안전성에 대한 관심이 많이 집중된 것은 2016년 삼성 노트7 모바일 기기에 화재가 발생해 노트7을 갖고 있으면 갑자기 비행기에 탑승할 수 없게 되면서부터다. 이 경우 – 근본 원인은 포장된 전극의 기하학적 구조에 있음을 보여주었습니다. 전극을 매우 작은 휴대폰 케이스의 젤리 롤에 넣었는데 특정 지점에서 각도가 너무 날카로워져 전극이 파손되었습니다. 물리적으로 손상되면 셀 내에서 단락되어 화재가 발생할 수 있습니다.