2차 전지의 기본 단위인 배터리 셀의 개발은 복잡하고 시간이 많이 소요되는 과정이다. R&D 단계에서는 이론 원리에 기반한 실험계획법(DoE)의 과정이 필요하며, 이는 많은 시행착오와 반복작업이 요구되는 실험실에서의 실제 테스트를 통해 검증된다. 또한, 셀 제조 과정의 여러 단계가 불량률과 배터리 성능에 영향을 미칠 수 있어 세심한 관리가 요구된다.

글로벌 제조 기업 헥사곤 매뉴팩처링 인텔리전스(Hexagon Manufacturing Intelligence)가 배터리 셀 설계 시뮬레이션을 19일 출시했다.

이 솔루션은 유럽 내 응용연구 분야 연구 기관 독일의 프라운호퍼 연구소(Fraunhofer Institute for Industrial Mathematics, 이하 프라운호퍼 ITWM)의 전기화학 시뮬레이션 ‘솔버’와 헥사곤의 멀티피직스(Multi-physics) 및 측정 소프트웨어를 결합한 솔루션으로, 제조 공정의 영향을 고려한 효율적인 다중물리기반 셀 설계 탐색을 지원한다.

특히, 입자 크기 분포와 탄소 바인더 분포 등 적절한 재료와 구성 최적화를 통해 에너지 효율, 수명, 최적 충전 프로토콜 등 성능 향상이 가능하다. 더불어 배터리 에이징 및 셀 설계의 안전성 영향 조사를 통해 배터리 관리 시스템의 최적 충전 프로토콜을 개발할 수 있다.

또한 헥사곤의 3D 측정 소프트웨어 ‘산업용 CT 소프트웨어(VGSTUDIO Max)’를 활용해 제조된 셀의 내부 구조를 CT 스캔하여 역설계하고, 이를 통해 제조 공정이 셀 미세구조에 미치는 영향을 검토할 수 있다.

헥사곤은 새로 출시한 배터리 설계 솔루션을 통해 기업들에게 ▲가상 실험실을 통한 비용 절감 ▲생산성 향상 ▲다양한 배터리 전기화학 반응에 대한 시뮬레이션 등을 제공할 계획이다.

헥사곤 매뉴팩처링 인텔리전스의 기욤 보이소(Guillaume Boisot) 재료 및 플랫폼 수석 이사는 "셀 설계와 개발에는 소재, 전기화학반응 설계, 기계적 설계, 제조 공정 간의 복잡한 상충 관계로 인한 상당한 어려움이 있다.”라며 “프라운호퍼 ITWM과의 파트너십을 통해 R&D 팀이 더 나은 성능의 배터리 셀을 설계하고 프로토타입 단계에서 빠른 피드백을 받아 더 신속하게 개발할 수 있도록 도울 수 있게 됐다."라고 말했다.

[알림] ‘GTT KOREA’와 ‘전자신문인터넷’이 공동으로 주최하는 “NSWS(Next Smart Work Summit) 2024”에서는 글로벌 스마트워크 솔루션 선도 기업들이 참여하여 최신 기술과 시장 동향, 그리고 기업이 당면한 문제의 해결 방안을 심도 있게 다룰 예정이다. 이번 서밋에서는 AI와 스마트워크를 활용한 혁신적인 업무 환경 구축 및 활용 전략 공유와 함께 전시 부스를 통해 기업에 필요한 다양한 스마트워크 활용법을 구체적으로 체험해 볼 수 있는 장도 마련된다.