리튬이온·리튬폴리머 이차전지 제조 공정 정리｜셀부터 팩까지

빠른 답변｜리튬 이차전지는 어떻게 만들어질까?

리튬이온배터리와 리튬폴리머배터리는

전극 제조 → 셀 조립 → 형성(Formation) → 셀 테스트 → 모듈·팩 조립 → 최종 검사

라는 단계적 공정을 거쳐 생산됩니다.

이 과정에서 셀 공정이 전체 배터리 품질의 70% 이상을 좌우하며, 이후 모듈·팩 조립 단계에서는 안전성과 시스템 안정성이 결정됩니다.

즉, 이차전지 제조는 단순한 조립이 아니라 정밀 화학·기계·전기 공정의 결합이라고 볼 수 있습니다.

아래 영상에서 Ufine Battery의 실제 리튬이차전지 생산 공정과 품질 관리 과정을 직접 확인하실 수 있습니다.

1. 이차전지 셀 제조의 시작: 전극 공정(Electrode Process)

리튬이온배터리와 리튬폴리머배터리 제조에서 가장 핵심이 되는 단계는 전극 공정입니다.

이 단계에서 배터리의 에너지 밀도, 수명, 출력 특성이 대부분 결정됩니다.

주요 공정 흐름

1 슬러리 혼합(Mixing)

양극재·음극재 분말을 바인더, 용매와 함께 균일하게 혼합

2 코팅(Coating)

혼합된 슬러리를 알루미늄(양극)·구리(음극) 집전체에 도포

3 건조(Drying)

용매 제거 및 전극 구조 안정화

4 압연(Calendering)

전극 두께·밀도 조절 → 에너지 밀도에 직접적 영향

5 슬리팅/노칭(Slitting & Notching)

셀 설계에 맞게 전극 폭과 형상 가공

특히 리튬폴리머배터리는 초박형 설계가 요구되는 경우가 많아, 전극 두께 균일성과 파티클 관리가 더욱 중요합니다.

2. 셀 조립 공정: 리튬이온 vs 리튬폴리머의 차이

전극이 완성되면 본격적인 셀 조립(Cell Assembly) 단계로 넘어갑니다.

공통 공정

• 전극과 분리막 적층(Stacking) 또는 권취(Winding)
• 탭(Tab) 용접
• 전해질 주입(Electrolyte Filling)
• 1차 실링(Sealing)

리튬폴리머배터리의 특징

• 파우치(Pouch) 타입 구조
• 셀 형상 자유도가 높음
• 초소형·초박형 기기 적용에 유리

이 단계에서는 클린룸 환경과 정밀 공정 관리가 필수이며, 미세 이물질 하나가 내부 단락으로 이어질 수 있습니다.

아래 영상에서 셀 조립부터 팩 구성까지 이차전지 조립 공정의 실제 과정을 살펴보세요.

3. Formation 공정: 배터리 수명을 결정하는 핵심 단계

Formation(형성) 공정은 많은 사람들이 간과하지만, 실제로는 리튬이차전지 수명과 안전성을 좌우하는 가장 중요한 단계 중 하나입니다.

Formation이란?

• 셀을 처음 충·방전하여 SEI(Solid Electrolyte Interphase) 층을 형성
• 전극과 전해질을 화학적으로 안정화

왜 중요한가?

• Formation 조건이 나쁘면 초기 용량은 정상이어도
• 사이클 수명이 급격히 감소
• 고품질 리튬이온배터리는 Formation 시간이 더 길고 정밀함

이 때문에 전문 제조사는 Formation 전류, 온도, 시간 조건을 셀 타입별로 다르게 관리합니다.

4. 에이징(Aging) & 셀 안정화 과정

Formation 이후 셀은 일정 기간 에이징(Aging) 공정을 거칩니다.

이 과정은 셀 내부 상태를 안정화하고, 잠재적 불량을 선별하는 역할을 합니다.

• 개방 전압 안정성 확인
• 미세 누설 전류 감지
• 초기 팽창 여부 확인

이 단계에서 걸러진 셀은 모듈·팩 단계로 넘어가지 않습니다.

셀 품질 관리가 엄격할수록 최종 배터리 팩의 신뢰성도 높아집니다.

5. 셀 테스트 & 품질 관리(QC)

이차전지 제조에서 “셀 테스트”는 단순 검사 이상의 의미를 가집니다.

주요 테스트 항목

• 용량(Capacity)
• 내부 저항(IR)
• 전압 편차
• 외관·두께·중량
• 셀 등급 분류(Grading)

셀 등급 분류는 이후 모듈 구성 시 셀 매칭 정확도에 직접적인 영향을 줍니다.

같은 설계의 배터리라도 셀 매칭이 나쁘면 수명과 안정성이 크게 떨어집니다.

실제로 Ufine Battery와 같은 전문 리튬배터리 제조사는

셀 단계에서부터 엄격한 등급 분류 기준을 적용해

산업용 및 맞춤형 리튬폴리머배터리 품질을 안정적으로 유지합니다.

Ufine 소개 실제로 Ufine Battery는 중국에 기반을 둔 맞춤형 이차전지 제조사로,리튬이온배터리와 리튬폴리머배터리를 중심으로 LiFePO4 배터리, 18650 배터리, 각종 원통형 배터리를 설계·생산하고 있습니다. 초박형 배터리, 고율방전 배터리, 고온·저온 환경용 배터리 등 다양한 특수 사양을 다루며, 고객의 제품 구조와 사용 환경에 맞춰 크기, 전압, 용량, C-rate를 유연하게 맞춤 설계할 수 있는 것이 특징입니다.이러한 맞춤형 배터리 생산에서는 셀 단계에서의 엄격한 등급 분류와 품질 관리(QC)가 특히 중요하며, 이는 산업용·전문 장비용 배터리의 장기 신뢰성을 좌우하는 핵심 요소입니다.

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6. 모듈(Module) & 팩(Pack) 조립 공정

셀 단계를 통과한 배터리는 모듈 또는 팩 단위로 조립됩니다.

핵심 공정 요소

• 직렬/병렬 구성 설계
• 셀 매칭 기준 적용
• BMS(Battery Management System) 연결
• 열 관리 구조 설계
• 기구적 보호 구조 적용

이 단계에서는 전기적 설계 + 열 관리 + 기구 설계가 동시에 고려되어야 하며,

셀 자체보다 시스템 설계 역량이 더 중요해지는 구간입니다.

7. 최종 테스트 · 안전성 검증 · 출하

완성된 배터리 팩은 출하 전 반드시 안전성 검증과 기능 테스트를 거칩니다.

대표 테스트

• 충·방전 성능 테스트
• 과충전 / 단락 테스트
• 진동·낙하 테스트
• UN38.3, IEC 62133 대응 검사

셀 품질이 우수해도,

팩 설계나 테스트가 부족하면 현장 사고로 이어질 수 있습니다.

그래서 신뢰할 수 있는 이차전지 제조사는 출하 전 테스트를 가장 중요하게 관리합니다.

8. 정리하며

리튬이온배터리와 리튬폴리머배터리 제조는

단순한 조립이 아닌 정밀 공정의 연속입니다.

셀 단계의 작은 차이가

→ 수명, 안전성, 신뢰성의 큰 차이로 이어지기 때문에,

이차전지 제조 공정을 이해하는 것은

제품 선택과 공급업체 평가의 핵심 기준이 됩니다.

9. FAQ

Q1. 리튬폴리머배터리는 왜 얇게 만들 수 있나요?

파우치 구조와 전극 적층 방식 덕분에 형상 자유도가 높기 때문입니다.

Q2. 셀 공정과 팩 공정 중 어느 쪽이 더 중요하나요?

셀 공정은 기본 품질을, 팩 공정은 안전성과 시스템 안정성을 결정합니다.

Q3. Formation 시간이 길수록 좋은 배터리인가요?

일반적으로 그렇지만, 설계와 용도에 따라 최적 조건이 다릅니다.

Q4. 같은 셀인데 제조사별 수명이 다른 이유는 무엇인가요?

전극 공정, Formation 조건, 품질 기준 차이 때문입니다.

Q5. 리튬이차전지에서 가장 불량이 많이 발생하는 단계는?

전극 공정과 셀 조립 단계에서 가장 많은 변수가 발생합니다.

Q6. 맞춤형 배터리는 일반 배터리보다 품질이 떨어지나요?

아니요. 공정 관리와 테스트 기준이 명확하다면 오히려 더 안정적일 수 있습니다.