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인스트론코리아, 배터리 전극 및 파우치 품질 신뢰성 확보 위한 핵심 기계적 시험 방법 제안

배터리 제조 공정별 핵심 시험 항목 및 최적 평가 방법 소개

국내 배터리 업계의 글로벌 경쟁이 심화되면서 셀 품질의 정량적 관리 중요성이 더욱 커지고 있다. 특히 전극 코팅 공정과 파우치 실링 단계에서 발생하는 기계적 물성 편차는 배터리 성능 저하 및 안전 리스크와 직결되는 요소로 꼽힌다.

재료시험 솔루션 전문기업 인스트론코리아(Instron Korea)는 배터리 제조 공정에서 핵심적으로 관리해야 하는 시험 항목과 최적 시험 방법을 소개했다.

△ 전극 코팅 접착력 시험(Peel Test)
먼저 전극 코팅 접착력 시험(Peel Test)은 양극재 및 음극재 코팅층이 집전체(Al/Cu Foil)에 얼마나 강하게 부착돼 있는지 측정하는 시험이다. 접착력이 낮을 경우 충·방전 사이클 과정에서 활물질 박리가 발생해 용량 감소 및 내부 단락 위험으로 이어질 수 있다.

배터리 전극 소재180도 박리 시험(좌), 전극 코팅층 접착 강도 평가를 위한 90도 박리 시험(우)

해당 시험 적용 규격은 ASTM D1876 (T-Peel), ASTM D903 (90도/180도 Peel)이며, 권장 장비는 Instron 6800 + Peel 지그이다. 핵심은 시험 속도와 박리 각도를 표준화해야 Lot간 비교 데이터 신뢰성 확보이다.

△ 분리막 천공 강도 시험 (Puncture Resistance Test)
분리막 천공 강도 시험(Puncture Resistance Test)도 주요 시험 항목 중 하나다. 분리막의 내천공성은 이물질에 의한 내부 단락을 방지하는 핵심 안전 지표로, 최근 고에너지밀도 셀 트렌드에 따라 중요성이 커지고 있다.

적용 규격은 ASTM F1306이며, 권장 장비: Instron 6800 + Puncture 지그 (직경 1mm 표준)이다. 침 형상과 시험 속도에 따라 결과 편차가 클 수 있어 시험 조건 표준화가 필수이다.

△ 파우치 실링 강도 시험 (Seal Strength Test)
파우치 실링 강도 시험 (Seal Strength Test)은 배터리 품질 신뢰성 확보를 위한 핵심 평가 항목으로 제시됐다. 히트 실링부는 파우치 셀에서 전해액 누액 가능성이 가장 높은 부위로, 실링 온도·압력·시간 등 공정 조건 변화가 실링 강도에 직접적인 영향을 미친다.