전기차, ESS, 모바일 기기 등에서 빠르게 수요가 증가하고 있는 2차전지 산업은 초정밀 제조 기술이 요구되는 대표적인 분야입니다. 특히 전극 탭 용접, 캔 및 캡 어셈블리, 셀 씰링과 같은 공정에서는 0.1mm 단위의 오차도 품질 불량으로 직결되기 때문에, 가공의 정밀성과 안정성 확보가 매우 중요합니다.
K2레이저에서는 레이저 설비 공급업체는 단순히 ‘가공’ 장비를 제공하는 것을 넘어, 공정 품질을 실시간으로 감시하고 제어할 수 있는 ‘지능형 레이저 시스템’을 제공하고 있습니다. 그 핵심 기술이 바로 온라인 모니터링, 그리고 이를 구현하는 동축 비전(Coaxial Vision) 및 ICI(Inline Coherent Imaging)입니다.
온라인 모니터링이란?
온라인 모니터링은 말 그대로 레이저 가공이 이뤄지는 동안, 실시간으로 공정 상태를 감지하고 문제를 파악하는 기술입니다.
가공 이상이 발생했을 때 단순히 나중에 검출하는 것이 아니라, 가공 도중 즉시 감지하고, 필요시 가공을 중단하거나 보정할 수 있는 능력을 말합니다.
예를 들어, 탭 용접 시 용접 깊이가 부족하거나 과도한 경우, 혹은 전극 시트 절단 시 오정렬이 발생하는 경우 이 모든 상황을 실시간으로 모니터링하여 불량을 사전에 차단할 수 있습니다.
동축 비전(Coaxial Vision)의 활용
동축 비전 시스템은 레이저 빔과 동일한 광축에서 작업 부위를 관측할 수 있게 해주는 카메라 시스템입니다.
2차전지 가공 공정에서는 다음과 같은 용도로 주로 활용됩니다:
정밀 얼라인먼트(Alignment):
전극 시트나 탭의 위치가 미세하게 어긋나는 경우, 고해상도 동축 비전으로 실시간 인식 및 보정이 가능합니다.전후 공정 검사(Pre/Post Inspection):
용접 전 표면 상태, 이물 확인 및 용접 후 품질(융착 흔적, 불완전 용접 등)을 확인하는 데 활용됩니다.AI 기반 불량 감지:
이미지 데이터를 수집해 머신러닝 모델로 학습시키면, 육안으로 구분하기 어려운 미세 불량까지 자동으로 감지할 수 있습니다.
동축 비전은 가공 정확도를 높이고 자동화 수준을 향상시키는 핵심 구성요소로 자리잡고 있으며, 점점 더 많은 기업들이 도입을 확대하고 있습니다.
ICI (Inline Coherent Imaging) – 실시간 깊이 제어
ICI는 OCT(광학 단층 촬영)와 유사한 원리로, 레이저 가공 깊이를 실시간으로 측정하는 고속 거리 측정 기술입니다.
2차전지 분야에서 특히 유용한 부분은 다음과 같습니다:
탭-캔/탭-캡 용접 깊이 모니터링:
너무 얕은 용접은 전기적 접촉 불량을, 너무 깊은 용접은 구조적 손상을 유발합니다. ICI를 통해 용접 중 실시간 깊이 측정이 가능하므로, 항상 일관된 품질을 유지할 수 있습니다.레이저 드릴링/마킹 시 관통 여부 확인:
셀 내부의 배출구 가공이나 정밀 마킹 시, 정해진 깊이까지만 정확히 가공하도록 조절할 수 있습니다.딥 러닝 기반 데이터 분석:
수집된 깊이 데이터를 기반으로 가공 조건 최적화 및 이상 징후 조기 경보 시스템 구축도 가능합니다.
마무리
단순 출사의 개념에서 벗어나 품질 관리가 가능한 프로세스를 구축함으로 품질 관리, 공정 안정성, 자동화 대응력까지 포함한 ‘통합 솔루션’의 필요성은 점차 확대될 것 입니다. 온라인 모니터링 시스템을 탑재한 레이저 장비를 통해, 고객사의 공정 신뢰도를 높이고 생산 효율성을 극대화를 경험하실 수 있습니다.
