고배속 배터리가 주로 스택 기술을 선택하는 이유는 무엇인가요?

고속 배터리(동력 배터리, 급속 충전 배터리 등)는 고전류 충방전 시 높은 효율, 안정성 및 안전성을 유지해야 하므로 제조 공정에 대해 더 높은 요구 사항이 있습니다. 현재 고속 배터리에서 층쌓기 기술의 적용이 점점 더 널리 사용되며 전통적인 감아 묶기 공정을 대체하고 있습니다. 그렇다면 왜 고속 배터리가 층쌓기 기술을 더 선호할까요?

1 더 짧은 전류 경로와 낮은 내부 저항

고속 충방전 중 배터리는 더 높은 전류를 처리해야 하며, 전류 경로의 길이는 내부 저항과 발열에 직접적인 영향을 미칩니다.

• 감는 과정 : 전류는 전극 시트의 길이를 따라 이동해야 하며, 이는 더 긴 경로, 더 높은 내부 저항, 고전류 하에서 더 큰 에너지 손실과 열 발생을 초래합니다.

• 스택링 공정 : 양극 및 음극 시트가 평행하게 쌓여 있으며, 전류는 전극 시트의 두께를 수직으로 통과하기만 하면 됩니다. 이는 더 짧은 경로, 더 낮은 내부 저항을 가져오며, 고속 충방전에 더 적합합니다.

2 더 높은 에너지 밀도와 우수한 공간 활용

배터리의 에너지 밀도는 그 범위와 성능에 직접적인 영향을 미치며, 스택링 공정은 공간 활용 면에서 더 큰 장점을 가지고 있습니다.

• 감는 과정 : 셀 중심부에 공간 낭비와 에너지 밀도 제한을 초래하는 공극이 형성됩니다.

• 스택링 공정 : 전극 시트가 중앙 공극 없이 가지런히 쌓여 있어 더 높은 공간 활용률과 5%-10%의 에너지 밀도 향상을 가져옵니다.

3 더 나은 기계적 및 열적 안정성

고속 충방전 배터리는 충전 및 방전 중显ificant 확장과 열을 발생시키며, 스택킹 과정은 이러한 문제를 더 잘 해결할 수 있습니다.

• 균일한 응력 분포 : 층 구조는 전극 시트에 대한 균일한 스트레스 분배를 가능하게 하여, 불균일한 팽창으로 인해 발생하는 변형 또는 분리막 주름을 줄입니다.

• 더 나은 열 방산 : 열이 더 균일하게 분산되어 국소적인 과열을 방지하고 안전성을 향상시킵니다.

4 더 긴 수명주기

고속 충방전 시 고전류 배터리는 빠른 노화가 일어날 수 있으며, 스택킹 공정은 이를 통해 수명을 연장시킬 수 있습니다.

• 인터페이스的老化감소 : 층 구조는 전극 시트가 구부러질 때 발생하는 활성 물질의 분리 현상을 최소화하여 감기 공정에 비해 수명 주기가 10%-20% 증가합니다.

5 대형 및 맞춤형 배터리 설계에 대한 적응성

배터리가 더 큰 크기와 맞춤형으로 발전함에 따라 스택 공정은 더 큰 유연성을 제공합니다.

• 감는 과정 : 대형 셀은 변형되기 쉽습니다. 이는 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.

• 스택링 공정 : 날개 배터리, 맞춤형 배터리 및 기타 설계에 적용할 수 있어 다양한 응용 시나리오의 요구를 충족시킬 수 있습니다.

스택링 기술의 6가지 과제

명백한 장점에도 불구하고, 스택링 프로세스에는 몇 가지 과제가 존재합니다:

• 생산 효율성 저하 : 정확한 맞춤이 필요로 하여 와인딩에 비해 생산 속도가 느립니다.

• 장비 비용이 높음 : 스택링 기계는 와인딩 장비보다 복잡하여 초기 투자가 더 큽니다.

그러나 레이저 절단 및 고속 스택커와 같은 기술의 발전으로 인해 스태킹 공정의 생산 효율성이 향상되고 있으며, 향후 고율 배터리에서의 적용은 더욱 확대될 것입니다.

요약

고율 배터리가 스태킹 기술을 선택하는 핵심적인 이유는 저항이 낮고 에너지 밀도가 높으며 안정성이 더 좋고 수명이 더 길다는 것 입니다. 현재 생산 효율성은 여전히 과제이지만 기술의 발전에 따라 스태킹 공정이 고율 배터리의 주류 선택 방식이 될 것으로 예상되며 특히 전기차와 고급 에너지 저장 분야에서 그렇습니다.