케이엔에스 분기보고서 (2024.03)
1. 사업의 개요

[용어 설명]

2차전지 구조	4대 재료	설명

2차전지 구조2.jpg 2차전지 구조	양극재	리튬이온 소스로 배터리의 용량과 평균 전압을 결정하며, 리튬이온전지 전체 재료비의 30~35% 차지하는 핵심소재

음극재	양극에서 나온 리튬이온을 저장했다가 방출하면서 외부회로를 통해 전류를 흐르게 하는 역할을 하는 소재

전해액	이온이 원활하게 이동하도록 돕는 매개체

분리막	양극과 음극의 접촉을 차단하는 역할을 하는 재료

용어	설명

CID	배터리 내부의 과열 및 압력을 감지해 배터리 열 폭주 전의 현상을 사전에 차단하는 용도로 사용되며, 극판과의 연결을 끊음으로써 전류를 차단하는 핵심부품

BMA	배터리 셀을 적재하여 모듈단위로 제공하는 부품 배터리 셀의 효율적인 냉각을 위한 최적화된 구조와 배터리셀 각각의 전류/전압/온도를 센싱할 수 있는 장치를 포함하고 있음

활물질	양극에서 실제 배터리의 전극 반응에 관여하는 물질

바인더	활물질 입자 간 접착력을 높이고, 활물질과 도전재 등이 용매에 잘 분산될 수 있도록 돕는 물질

도전재	양극 활물질과 음극 활물질 사이에서
전자의 이동을 촉진시키는 물질

용제	용액의 매체가 되어 용질을 녹이는 물질로,
주로 액상의 형태로 존재함

극판	양극/음극 활물질에 도전재, 바인더를
혼합한 기본 양극/음극판

IR/OCV	완성된 셀(Cell)의 출하 전 마지막 내부저항 및 전압을 측정하여 셀의 불량을 검사

Jelly roll	와인딩(양극재, 분리막, 음극재 등 배터리 소재를 엮어서 돌돌 마는 기법)으로 말린 소재 조합물

Stacking기	음극/양극/분리막을 적층하여 셀의 밀도를 높이고 대용량 배터리를 제조하는 장비

Tab	전기를 외부로 보낼 때의 통로 역할을 하는 부품

Battery cell	전기에너지를 충전, 방전해 사용할 수 있는 리튬이온 배터리의 기본 단위로 전극공정, 조립공정, 활성화 공정을 통해 만들어진 개별 결과물

Battery module	배터리 셀을 외부충격과 열, 진동 등으로부터 보호하기 위해 일정한 개수로 묶어 프레임에 넣은 배터리 조립체

Battery pack	전기차에 장착되는 배터리시스템의 최종 형태로 배터리 모듈에 BMS, 냉각시스템 등 각종 제어 및 보호 시스템을 장착하여 완성됨

전고체 배터리	기존 액체 형태의 전해액을 고체로 대체한 차세대 배터리로 대용량 배터리 구현이 가능하고 안정성이 높음

가이드 유닛	원통형 CID 장비에 탑재되는 부품 중 하나로, 회전 플레이트에 조립대상물을 안내(Guide)하는 장치

지그	기계가공 시 가공위치를 보정해주는 보조용 기구

당사는 한국표준산업분류상(C29299) “그 외 기타 특수목적용 기계 제조업”에 속하는 회사로 원통형 CID 장비 및 BMA 자동화 설비를 전문으로 제조하는 기업입니다. 그 외에 자동화 장비 설계 및 생산에 주력하는 당사 특성상 자동차부품(도어커넥터, 터미널압입기), 반도체 부품 진공포장기 등 다양한 자동화 장비 제품군을 납품하고 있습니다. 당사는 꾸준한 기술 개발을 통해 관련 분야에 대한 특허 출원을 지속 수행해 나감으로써 시장 경쟁력을 키워 나가고 있습니다.

배터리 공정은 크게 전극공정, 조립공정, 활성화공정, 팩 공정으로 분류되며, 배터리 형태별(원통형, 파우치형, 각형)로 제조 프로세스가 상이합니다.

당사의 주요 제품은 이차 전지 중에서도 원통형 배터리에 탑재되는 CID(전류차단장치)를 제조하는 자동화 장비이며, 원통형 CID 장비의 주요 고객사는 LGES와 삼성SDI에 배터리 가공품을 납품하는 1차 벤더입니다. 이외에도 다수의 전기차용 배터리를 탑재한 BMA 부품(배터리 과열 감지 장치)을 제조하는 자동화 설비가 주요 제품군이며, BMA 자동화 설비의 주요 고객사는 LGES와 SK온의 1차 벤더입니다. 전극공정은 배터리 제조 과정에서 핵심이 되는 단계로, 양극과 음극을 제작하는 공정입니다. 조립공정은 전극공정을 통해 양극판과 음극판이 완성되면 분리막, 전해질까지 2차전지의 4대 요소들을 조립하는 공정입니다. 당사의 원통형 CID 장비는 원통형 배터리 조립공정에서 활용됩니다. Filling 공정을 통해 캔 안으로 전해액 주입이 완료되면, 캔 상단에 CID(전류차단장치)를 조립한 후 Crimping(밀봉) 공정을 통해 밀봉하는 형식으로 배터리 공정이 진행됩니다. 당사의 CID 장비를 통해 생산 중인 CID는 배터리의 폭발 및 화재를 방지하는 역할을 수행하므로, 배터리의 안전이 중요시되는 현시점에서 중요성이 점차 커지고 있습니다. 활성화공정은 전기 에너지로 배터리를 활성화시키고 안정성을 확인할 수 있는 공정입니다.

공정명	공정 Process	설명

Winding	그림1_1.jpg winding	원통형과 각형 전지에 적용되는 공정으로, 양극판과 음극판 사이에 분리막을 넣고 돌돌말아 ‘젤리롤(Jelly-Roll)’을 제작하는 공정

Tab welding	그림2_1.jpg Tab Welding	양극과 음극 무지부에 각각 알루미늄과 구리 탭을 붙인 후 젤리롤을 배터리 캔 안에 삽입하는 공정

Filling	그림3.jpg Filling	용접을 통해 캔 속의 젤리롤을 고정시킨 후, 배터리 캔에 전해액을 주입하는 공정

Crimping	그림4_1.jpg Crimping	상단 캡과 캔을 기계적으로 밀봉하는 공정

(출처 : 메리츠증권, LGES)

"전극공정 -> 조립공정 -> 활성화공정”을 거치게 되면 배터리 셀이 완성됩니다. 이후 최종 납품 전, 제조된 배터리 셀을 모듈화하여 팩에 넣는 공정이 진행됩니다. 팩 공정은 배터리를 전기차에 탑재할 때 모델에 맞게 모듈화하는 공정입니다. 당사의 BMA 자동화 설비를 통해 생산되는 BMA 부품은 여러 개의 전기차용 배터리를 담을 수 있는 BMA를 구성하는 주요 부품중 하나입니다. 여러 개의 BMA 완제품이 모듈 투 모듈로 연결되어 배터리 팩을 구성하게 됩니다.

공정명	공정 Process	설명

셀 투 셀	셀투셀공정.jpg 셀투셀공정	셀 여러 개를 Cell to Cell의 형태로 만들어 접착제를 도포한 모듈 케이스에 고정시킴. 이후 셀들을 연결시키고 모듈 상부 커버를 조립해 모듈을 완성하는 공정

모듈 투 모듈	그림2.jpg 모듈 투 모듈	완성된 모듈들을 넣고 Module to Module로 연결하여 배터리 팩을 완성하는 공정완성된 모듈들을 넣고 Module to Module로 연결하여 배터리 팩을 완성하는 공정

셀 투 셀 공정시, 사용되는 셀 형태에 따라 배터리 팩 제작 방법이 달라집니다. 당사의 BMA 자동화 설비를 통해 생산되는 BMA 부품(셀을 외부 충격과 열, 진동 등으로부터 보호하기 위해 일정한 개수로 묶어 프레임에 넣은 배터리모듈)은 여러 개의 파우치형 배터리를 담을 수 있는 BMA를 구성하는 주요 부품중 하나입니다. 여러 개의 BMA 완제품이 모듈 투 모듈로 연결되어 배터리 팩을 구성하게 되며, 전기차 배터리 팩에 탑재되고 있습니다.