김동재 순천향대 나노화학공학과 교수./사진제공=순천향대
배터리 전극 대량 생산에 주로 사용되는 코팅 공정에서는 다양한 결함이 발생할 수 있다. '가장자리 돌출' 현상은 제조된 전극의 두께가 중앙보다 측면이 두껍게 형성되는 결함을 뜻한다. 이는 후처리 공정에서 응력 불균형으로 인한 전극의 주름(electrode corrugation)을 야기하며, 불량품 생산으로 이어진다. 하지만 아직까지 가장자리 돌출이 발생하는 정확한 원인을 파악하지 못했다.
그 결과 코팅 간격이 가장자리 돌출 결함의 정도에 가장 중요한 영향을 미친다는 것을 확인했다. 또 응력-변형 모델링을 통해 가장자리 돌출 형상과 공정 조건 간 상관관계를 도출했다.
한편 이번 연구 결과는 '블레이드 코팅 공정을 사용한 배터리 전극의 가장자리 돌출 감소 분석'(Analysis of side heavy edge reduction of battery electrode using high speed blade coating process)이라는 제목으로 전기화학 분야 국제학술지 4위인 'Journal of Power Sources'(IF=9.2, JCR 상위 11.7%)에 게재됐다.
김동재 순천향대 나노화학공학과 교수팀의 연구자료 이미지./사진제공=순천향대