슬러리 불량 감소율

비용 절감 금액

  

생산성 증가율

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이차전지 전극의 불량관련 연구 사례

Coating Defects of Lithium-lon Battery Electrodes and Their Inline Detection and Tracking, Batteries 2023

해당 논문을 기준으로, 이차전지 전극 제조 공정에서 발생하는 주요 결함 요인은 대체로 슬러리 단계에서 식별 가능한 것으로 판단할 수 있다. 대표적인 결함 유형은 혼합 불량, 기포, 이물질 유입 및 기계 불량이다.
기계 불량을 제외한 요인들을 고려할 때, 슬러리 단계에서 개선할 수 있는 전극 수율은 약 4/8(50%)에서 5/8(62.5%)수준으로 추정할 수 있다.

다만, 이물질 검출의 경우 고도화된 정밀 분석 체계가 확보된 시점에서 비로소 신뢰성 있는 판단이 가능할 것으로 보인다. 따라서 초기 단계에서는 혼합 불량 및 기포 관리가 수율 개선의 핵심 요인으로 작용할 것으로 예상된다.

FOCUSS 도입 효과(추정)

FOCUSS 시스템 도입 시, 연간 37GWh 생산 규모 기준으로 전극 수율이 기존 약 70%(26GWh)에서 90%(33GWh) 수준으로 향상될 것으로 추정된다. 이는 약 7GWh(28,000kg)의 생산 손실을 절감하는 효과에 해당하며, 연간 약 12억 원 규모의 비용 절감으로 환산된다.

결과적으로, FOCUSS는 단기적으로는 비용 절감과 개발 효율성 향상을, 장기적으로는 생산성 제고와 품질 안정화를 동시에 달성할 수 있는 핵심적인 수율 개선 수단으로 평가된다.

비용적 효과

  • 단기: 원소재 재사용을 통한 소요 비용 절감
  • 장기: 생산 수율 증가로 인한 판매 이익 증대

시간적 효과

  • 단기: 수율 개선을 위한 공정 개발 기간을 기존 3년에서 6개월 수준으로 단축
  • 장기: 품질 유지 및 안정화를 위한 정량 평가 소요 시간 감소

슬러리 불량 해결에 따른 생산성 전후 비교

혼합율, 기포, 이물질 등의 슬러리 내부의 문제는 전극 품질 문제의 62.5%를 차지합니다. 해당 문제를 코팅 공정 전에 확인하고 추가 공정을 통해 해결한다면 전극 불량률 20% 중 12.5%를 개선할 수 있습니다.

슬러리 진단으로 전극 공정 불량률을 20%에서 7.5%로 낮추면, 다른 공정 조건을 유지해도 최종 생산율이 64.8%에서 74.9%로 10.1%p 개선됩니다.

이는 초기 공정 품질 관리가 라인 전체 성과를 좌우함을 보여줍니다. 또한, 폐기·재작업 감소로 원가와 일정이 동시에 개선됩니다.