적용분야

각 배터리 팩은 여러 개의 개별 셀로 구성되어 있습니다. 리튬 폴리머 배터리에서는 흔히 커피백(coffee bag)이라고도 불리는 파우치 셀이 사용됩니다. 각 파우치 셀은 얇은 고분자 필름인 분리막(separator)으로 분리된 다수의 양극과 음극 쌍으로 이루어져 있습니다. 파우치 내부는 충·방전 과정에서 이온 이동을 돕는 반액체 상태의 전해질로 채워져 있습니다. 전극은 활성 물질이 코팅된 얇은 구리 또는 알루미늄 필름으로 구성됩니다. 이러한 물질은 용매와 바인더를 혼합하여 현탁액 형태로 가공되며, 이 혼합물을 슬러리(slurry)라고 합니다. 슬러리는 기판이자 전도체 역할을 하는 금속 포일 위에 도포됩니다.

코팅 공정 동안 슬러리는 도포에 적합한 점도를 유지하기 위해 약 60 °C에서 80 °C 사이의 최적 온도 범위로 관리되어야 합니다. 슬러리가 금속 포일(전류 집전체)에 코팅되고 건조되면, 형성된 층을 복합층(composite layer)이라고 합니다. 이후 이 복합층은 금속 롤러로 압연되어 강도를 높이고 밀도를 최적화하며, 활성 물질의 전기 전도성과 접착력을 향상시킵니다. 이 공정을 캘린더링(calendering)이라고 합니다.

캘린더링이 완료된 후, 코팅된 포일은 원하는 형상으로 절단되고 타공되어 전극으로 가공됩니다. 이렇게 만들어진 전극은 다층 권취 또는 적층 공정을 통해 배터리 셀로 조립됩니다. 마지막으로 셀 내부에 전해질을 주입하고 기밀 밀봉을 수행합니다.

리튬이온 배터리의 품질은 전극 시트 두께의 균일성을 확보하고, 건조 및 압연 과정에서 변화하는 전기적 특성을 최적화함으로써 향상될 수 있습니다. 이러한 균일성을 유지하기 위해서는 슬러리의 점도가 항상 최적 상태여야 하며, 이를 위해 생산 공정 전반에서 슬러리와 필름의 온도를 정밀하게 모니터링하는 것이 필수적입니다.

적외선 파이로미터는 포일과 슬러리의 온도를 인라인으로 모니터링하는 데 이상적인 도구입니다. 그러나 이 응용 분야에서는 재료의 방사율, 저온 측정 범위, 공정 속도, 그리고 센서 헤드를 설치할 수 있는 제한된 공간 등과 같은 여러 과제가 존재합니다.

활성 물질은 노즐을 통해 연속적으로 이동하는 금속 필름 위에 도포됩니다. 목표는 코팅 지점, 즉 노즐 인근에서 이동 중인 포일의 온도를 측정하는 것입니다. 그러나 8 µm~14 µm 파장대의 기존 장파장 파이로미터는 활성 물질 층이 매우 얇아 방사율이 낮기 때문에 이 작업에 어려움을 겪습니다. 이에 반해 단파장 적외선 센서는 더 짧은 파장에서 재료의 높은 방사율을 포착할 수 있어 보다 적합합니다. 다만 대부분의 단파장 적외선 센서는 고온 영역 측정을 목적으로 설계되어 있어, 이 공정에 필요한 60 °C에서 80 °C의 온도 범위를 정확히 측정해야 한다는 점이 중요한 제약 조건으로 작용합니다.

또한 장비의 구조가 매우 협소하고 장애물이 많아 또 다른 과제를 야기합니다. 적외선 센싱 헤드를 설치할 수 있는 공간이 제한적이며, 정확한 측정을 위해 파이로미터는 이동 중인 필름에 최대한 가까이 배치되어야 합니다. 이러한 제한된 설치 환경에서는 효과적인 온도 모니터링과 전극 코팅 공정의 품질 및 일관성을 유지하기 위해 소형이면서도 정밀한 적외선 파이로미터가 필수적입니다. 이러한 세심한 모니터링은 고품질 배터리 생산에 필요한 균일성과 점도를 달성하는 데 매우 중요합니다.

이러한 응용 분야에서 Optris CT3ML은 이러한 제약 조건을 충족하는 이상적인 솔루션입니다. 이 파이로미터는 필름의 온도를 지속적으로 정확하게 측정하여 정밀한 모니터링을 가능하게 하고, 안정적인 공정 조건을 유지하도록 지원합니다.

대부분의 단파장 적외선 센서는 일반적으로 250 °C 이상의 고온 영역에서 작동하도록 설계되어 있습니다. 그러나 Optris CT3ML은 2.3 µm 파장에서 작동하며, 측정 온도 범위가 50 °C부터 시작된다는 점에서 차별화됩니다. 이를 통해 핵심 소재에 적합한 단파장 측정과 100 °C 이하의 낮은 대상 온도를 정확하게 모니터링해야 하는 두 가지 중요한 요구 사항을 모두 충족할 수 있습니다.

Optris CT3ML은 최적의 성능뿐만 아니라 실용성을 고려하여 설계되었습니다. M12 나사산을 갖춘 소형 센서 헤드를 적용한 컴팩트한 구조로, 협소하고 제약이 많은 공간에서도 손쉬운 설치와 정밀한 조준이 가능합니다. 이는 공간이 제한적인 산업 환경에서 특히 중요한 장점입니다.

또한 이 파이로미터는 단 1 ms의 빠른 노출 시간을 지원하여, 제조 공정을 실시간으로 모니터링하고 신속한 공정 조정을 가능하게 합니다. 이러한 빠른 응답 속도는 일관된 품질을 유지하고 생산 조건의 안정성을 확보하는 데 매우 중요합니다.

이와 같은 첨단 기능들의 조합은 Optris CT3ML을 정밀한 온도 제어와 빠른 응답이 요구되는 응용 분야에 매우 적합한 선택으로 만듭니다. 제한된 설치 공간에서도 효율적으로 작동하면서 정확한 온도 측정 값을 제공하는 능력은 최적의 성능을 보장합니다. Optris CT3ML은 고품질 생산 공정에 필요한 엄격한 온도 요구 조건을 안정적으로 유지할 수 있는 성능을 갖추고 있어, 적외선 온도 센싱에 대한 신뢰를 한층 높여줍니다.