젤리롤

배터리에 들어가는 젤리롤 이미지

젤리롤(jelly Roll)은 가운데 흔히 잼을 채우고 케이크를 말아 올린 원형 롤케이크를 일컫는데, 배터리 모양이 꼭 이와 닮아서 붙여진 학술 명칭이다. 먹는 젤리롤케이크처럼 리튬 폴리머 배터리 경우 가운데 '잼'과 유사한 고체물질이 들어가는데, 이를 폴리머라고 부른다. 즉 배터리는 음극물질과 양극물질을 동시에 겹친 다음 이를 돌돌 말아 원형으로 구성하는 이른바 '젤리롤'이라는 형태로 구성돼 있다. 최근에는 젤리롤 대신 스태킹 공법을 많이 활용한다. 생산성은 젤리롤이 뛰어나지만 에너지 밀도는 스태킹이 유리하다.

개요

젤리롤은 배터리 조립 공정에서 양극판과 음극판 사이에 분리막을 순서대로 쌓은 후 돌돌돌 말아주는 와인딩 과정 또는 양극판과 극판을 잘라서 차곡차곡 쌓아주는 스태킹 공정을 거쳐 만든 배터리의 중간 형태로 젤리롤이 들어 있는 캔에 전해액을 주입한 뒤 숙성시키면 배터리가 된다. 이렇게 만들어진 젤리롤은 원형과 각형의 경우 알루미늄 캔 속에 들어가게 되고 파우치의 경우에는 파우치로 감싼 뒤 밖으로 빠져나가지 못하게 용접 또는 봉합하고 전해액을 주입하면 조립 공정도 완성

젤리롤을 사용하는 각형 배터리는 파우치형 배터리에 비해 공정 단계 수가 적어 대량 생산에 용이하다. 단점은 에너지 밀도가 낮아 상대적으로 한 번 충전했을 때 주행거리가 짧다는 것이다. 각형 배터리 케이스는 사각이지만 젤리롤은 원형이어서 내부에 공간이 많이 남는다는 점도 있다.

파우치형 배터리의 장점은 에너지 밀도가 높아 주행거리가 길다는 것이다. 파우치형 배터리는 젤리롤을 사용하지 않는다. 양극, 음극, 분리막 등 배터리 소재를 층층이 쌓아 내부를 채운다. 이후 양·음극 전극을 파우치에 얹어 접착시키고 파우치 안에 전해액을 주입하는 식으로 만든다. 파우치형 배터리는 소재를 쌓아 올리는 형태로 공간을 빈틈없이 꽉 채울 수 있다.

참고자료

• 신현규 기자, 〈디바이스 "양극 음극 만나면 강력한 화학작용, 배터리의 세계"〉, 《매일경제》, 2017-02-06
• 이종화 기자, 〈각형 파우치형 원통형…배터리 모양 전쟁 불붙었다〉, 《매일경제》, 2021-03-28

같이 보기

• 와인딩

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