-전극 접착력·분리막 천공·파우치 실링 등 제조 공정별 핵심 시험 항목 소개
-시험 조건 표준화 통해 배터리 품질 데이터 신뢰성 확보 강조

국내 배터리 산업의 품질 경쟁이 한층 치열해지는 가운데, 재료시험 솔루션 전문기업 인스트론코리아(Instron Korea)가 배터리 제조 공정에서 품질 신뢰성을 확보하기 위한 핵심 기계적 시험 방법을 제시했다.

배터리의 성능과 안전성을 좌우하는 전극 코팅과 분리막, 파우치 실링 공정은 미세한 물성 차이만으로도 성능 저하와 안전 문제로 이어질 수 있는 만큼, 정량적 시험을 통한 품질 관리의 중요성이 커지고 있다는 설명이다.

인스트론코리아는 우선 전극 코팅 접착력 시험(Peel Test)을 주요 평가 항목으로 소개했다. 해당 시험은 양극재와 음극재 코팅층이 알루미늄 및 구리 집전체에 얼마나 강하게 부착돼 있는지를 측정하는 방식이다. 접착력이 충분하지 않을 경우 충·방전 과정에서 활물질 박리가 발생해 배터리 용량 감소는 물론 내부 단락 위험까지 높아질 수 있다.

시험에는 ASTM D1876(T-Peel), ASTM D903(90도·180도 Peel) 규격이 적용되며, 인스트론 6800 장비와 Peel 지그를 활용하는 것이 권장된다. 회사는 시험 속도와 박리 각도를 표준화해야 생산 로트 간 데이터 비교의 신뢰성을 확보할 수 있다고 설명했다.

분리막 천공 강도 시험(Puncture Resistance Test) 역시 배터리 안전성을 평가하는 핵심 시험으로 꼽았다. 분리막의 내천공성은 이물질 등에 의한 내부 단락을 방지하는 주요 안전 지표로, 최근 고에너지밀도 배터리 개발이 확대되면서 중요성이 더욱 높아지고 있다.

이 시험은 ASTM F1306 규격을 적용하며, 인스트론 6800 장비와 직경 1mm 표준 Puncture 지그를 사용하는 방식을 권장했다. 회사는 침 형상과 시험 속도에 따라 결과 편차가 크게 발생할 수 있는 만큼 시험 조건의 표준화가 필수적이라고 강조했다.

또 다른 핵심 평가 항목으로는 파우치 실링 강도 시험(Seal Strength Test)을 제시했다. 파우치 셀의 히트 실링부는 전해액 누액 가능성이 가장 높은 구간으로, 실링 온도와 압력, 시간 등 제조 공정 조건 변화가 실링 강도에 직접적인 영향을 미친다.

인스트론코리아는 파우치 실링 강도 평가를 통해 제조 공정의 안정성을 확보하고 제품 간 품질 편차를 최소화할 수 있으며, 장기적인 배터리 신뢰성 향상에도 도움이 될 수 있다고 설명했다.

인스트론코리아 관계자는 "배터리 제조 공정에서는 기계적 물성을 정량적으로 평가하고 시험 조건을 표준화하는 것이 품질 경쟁력 확보의 핵심"이라며 "전극 접착력과 분리막 천공, 파우치 실링 강도 등 주요 시험을 체계적으로 관리하면 제조 공정 안정성과 제품 신뢰성을 더욱 높일 수 있을 것"이라고 말했다.

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