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[영상] 삼성SDI, 초고속 3D CT 검사장비 도입...공급은 이 회사가 담당
[영상] 삼성SDI, 초고속 3D CT 검사장비 도입...공급은 이 회사가 담당
  • 안영희 PD
  • 승인 2023.04.11 16:05
  • 댓글 0
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<인터뷰 원문>

진행 : 디일렉 한주엽 대표, 디일렉 이도윤 편집국장
출연 : 디일렉 이수환 전문기자
 

-배터리 얘기를 하겠습니다. 이수환 전문기자 모셨습니다. 안녕하십니까.

“안녕하세요, 이수환입니다.”

-‘삼성SDI가 3D CT를 도입한다.’ 기존에 한 번 도입했던 것 같은데, 했습니까?

“도입한 적은 없었습니다. 내부적으로 다른 것을 했었습니다.”

-(삼성SDI에서) 3D CT 같은 것을 원래 사용했었습니까?

“R&D 단계에서 많이 사용했습니다.”

-왜 사용합니까?

“자세히 들여다볼 수 있기 때문입니다. X-ray의 가장 큰 문제는 배터리가 과거 에너지 밀도가 낮았을 경우에는 별 문제가 없었습니다. 그런데 지금은 에너지 밀도도 굉장히 높고, 적층하는 소재의 종류가 워낙 많다 보니 파우치형 배터리 기준으로 바깥에 필름이 있습니다. 필름도 여러 겹이 있습니다. 그 안에 전해질과 분리막, 양극재가 계속 쌓여 있습니다. X-ray는 말 그대로 2D니까 찍으면 어디가 잘못된 것인지 잘 안 나옵니다. 그렇다고 에너지를 많게 해서 찍으면 명암 구별이 쉽지 않고, 에너지를 적게 해서 찍으면 투과량이 낮아져서 잘 안보입니다.”

-병원 가서 CT를 찍으면, (안으로) 들어가서 돌아가는 기계이지 않습니까. 지멘스 같은 기업에서 하는 CT 장비들.

“지멘스, GE와 원리가 똑같습니다.”

-그런데 시간이 오래 걸리지 않습니까?

“맞습니다. 그래서 이제까지 R&D나 특성 평가에서만 써왔고, 생산 과정(인라인)에서 3D CT 장비를 도입하는 것은 이제부터 시작이라고 해도 과언이 아닙니다.”

-전체를 다 보면 내부에 이물 등이 들어가 있는지 (알 수 있는겁니까?)

“이물도 알 수 있고, 과거에 삼성전자에서 갤럭시 노트7 때 발화의 원인으로 두 가지를 지목했습니다. 하나는 젤리롤의 소재가 말려 있는데 끝이 접혔거나 돌기가 좀 튀어나왔다. 사실 생산 과정에서 굉장히 발견하기 어려운 결함들입니다. 3D 장비를 전면 도입하면 이런 것들을 발견할 수도 있습니다. 그런데 문제는 시간도 오래 걸리고, 시간이 오래 걸린다는 것은 생산성이 떨어지고 비용이 많이 든다는 얘기입니다. 그래서 이제까지는 전수 조사를 못했습니다. 선별 샘플 검사만 했었고, R&D나 특성 평가할 때만 써왔습니다.”

-그럼에도 불구하고 3D CT를 도입하는 이유는 뭡니까?

“배터리가 재미있는 게 한 번 조립 공정으로 넘어가게 되면 마지막 테스트 할 때까지 불량인지 알 수가 없습니다. 그래서 수율이라고 할 수도 있고 혹은 시간당 생산성이라고 할 수 있는데, 이런 것들을 지속적으로 완만하게 높이기가 굉장히 어려웠습니다. 그런데 3D CT 장비를 도입하게 되면 이 부분에서 이물질이 있었다고 한다면 그 공정의 청정도를 높이거나 아니면 조립 공정의 스태킹 장비들, 특히 적층을 할 때 정밀도를 좀 더 높여서 원인 파악이 가능합니다. 그 전에는 불가능했기 때문에 굉장히 어려웠는데 3D CT 장비를 도입함으로써 빠르게 생산성과 수율을 높일 수 있는 계기가 마련되었다는 정의를 내려볼 수 있습니다.”

-생산성을 높인다는 게 이해가 잘 안 되는데, 한번 더 설명 부탁드립니다.

“배터리를 오늘 100개를 만들었는데, 내일 100개가 안 나올 수도 있습니다. 그런데 생산성이라고 하면 오늘 100개를 만들면 내일은 101개나 102개, 이런 식으로 나가야 합니다. 배터리가 그게 잘 안 됩니다. 그러니까 수율은 말 그대로 양품이 나오는 기준을 얘기하는 것이고, 생산성은 아날로그틱한 성향을 가지고 있어서 중간에 소모품을 갈아주거나 뒷단에서 마지막으로 최종 검사를 할 때 불량률이 발생하게 되면 결국 양품을 그만큼 못 만들어내기 때문에 생산성을 높이기 굉장히 어려웠습니다. 원인 파악이 가능해야 생산성을 높일 수가 있는데, 배터리 같은 경우에는 그게 잘 안 됐던 것입니다. 그래서 만약 3D CT 장비를 전면 도입하게 된다면, 원인 파악이 분명하게 되기 때문에 생산성을 높이는 데 굉장히 좋은 계기가 될 수 있습니다.”

-그러니까 돌아가면서 3D로 찍는 시간 자체는 늘어나지만, 원인을 파악하는 데는 시간이 덜 걸리기 때문입니까?

“시간이 덜 걸리기 때문에 그 뒤에 있는 오류를 범할 가능성이 매우 낮아지게 되는 것입니다.”

-(3D CT를) 언제부터 도입합니까?

“이미 도입을 시작했습니다.”

-언제부터 했습니까?

“작년부터 시작을 했습니다. 아직까지 3D CT 장비를 양산 라인에 도입해서 장비를 공급한 회사는 에스에프에이 밖에 없습니다.”

-에스에프에이가 셀을 만듭니까?

“에스에프에이가 장비를 공급합니다.”

-만드는 회사가 에스에프에이밖에 없다는 겁니까?

“아직까지 양산 라인에 적용시킨 회사는 그 업체밖에 없습니다. 그런데 에스에프에이는 이미 LG에너지솔루션에 같은 장비를 공급한 전력이 있습니다. 3D CT 장비를 LG에너지솔루션에 공급했는데, 그다음 곧바로 삼성SDI에 공급하는 성과를 거두게 되었습니다. 더 의미가 있는 것은 LG에너지솔루션은 파우치형 배터리이고, 삼성SDI는 각형 배터리입니다. 그리고 3D CT는 아닙니다만 이미 SK온의 미국 조지아 공장 비전 검사 장비를 또 에스에프에이가 공급했기 때문에, 배터리 3사에 모두 검사 장비를 공급하게 되는 성과를 거두게 된 것입니다.”

-따로 물어보려고 했는데 먼저 말씀을 해주셨습니다. 에스에프에이는 LG에너지솔루션에도 넣고 삼성SDI에도 넣고, 한 군데 어디라고 하셨습니까?

“SK온 입니다. SK온은 아직까지 비전 검사 장비만 넣었는데, 들리는 얘기로는 3D CT 장비를 이번에 서산 공장에서도 도입을 원한다는 얘기가 있습니다. 아직 확정된 건 아닙니다.”

-삼성 SDI의 초고속 3D CT 검사 장비를 에스에프에이가 넣었다는 건데 어디에 넣었습니까?

“헝가리 공장에 넣었습니다. 현재 개조 작업이 진행중입니다.”

-몇 개나 넣었습니까?

“지금 그건 파악하기 어렵습니다. 왜냐하면 3D CT 장비는 장비 가격 등을 고려했을 때 수십대 정도 들어갔을 것으로 추정이 되고 있습니다.”

-라인에 넣으면 몇 대 정도 들어갈 수 있습니까?

“넣기 나름입니다. 마지막에 3D CT를 라인에 한 대 정도 넣을 것 같습니다. 왜냐하면 구성에 따라 다른데, 믹싱 장비는 당연히 한 대가 들어갈 것입니다. 물론 양극과 음극이 따로 있지만, 전극 장비도 마찬가지입니다. 그런데 조립 장비부터는 설계에 따라 다릅니다. 양극과 음극의 탭을 따주는 장비(노칭) 같은 경우에는, 어떤 업체는 2대를 넣을 수도 있습니다. 스태킹 장비는 속도를 높이려면 병렬로 넓혀주면 됩니다. 어떤 업체는 라인당 스태킹 장비를 한 대 쓰는 경우도 있고, 두 대 쓰는 경우도 있습니다.”

-그러면 3D CT 장비가 들어가서 기존 X-ray 장비, 이노메트리입니까 아니면 자비스입니까?

“자비스나 이노메트리, 브이원텍.”

-그런 회사들이 CT가 들어가기 때문에 2D X-ray 물량이 줄어드는 일은 없습니까?

“그럴 가능성은 별로 없습니다. 2D X-ray 장비들은 주로 원통형 배터리에서는 반드시 사용합니다. CT 같은 경우에는 에너지 밀도가 상대적으로 높은 각형이나 파우치 배터리에 먼저 사용할 것 같고, 실제로 적용된 곳도 공정에 먼저 적용이 되었습니다.”

-기술적으로 궁금한 게 있는데, 병원 가서 사용해보면 속도가 느리지 않습니까? 그런데 방금 얘기하신 것은 초고속입니다.

“맞습니다.”

-속도가 어느정도 인겁니까? 병원처럼 느린 것은 아닌 겁니까?

“기존에 3D CT 장비를 공급했던 기업들이 있었습니다. 독일에 하나, 미국에 하나씩 있었습니다.”

-기업 이름은 얘기하기 어렵습니까?

“얘기하면 논란이 될 수도 있습니다. 그 업체들이 셀 하나 검사하는데 길면 대략 5분, 짧아도 3분 정도로 생각하시면 됩니다.”

-에스에프에이는 얼마나 걸립니까?

“10초 걸립니다.”

-상술입니까? 일부러 시간을 길게 해놓고, 10초만에 할 수 있는데 그렇게 하는겁니까?

“그렇지는 않습니다. 왜냐하면 10초라고 말씀드렸지만, 이렇게 보셔야 합니다. 세부적인 스펙 등을 알 수 없기 때문에 말씀드리기 좀 어려운데, 시간을 오래 들이면 들일수록 해상도가 높아집니다. 3D이기 때문입니다. 그래서 10초라고 얘기하지만, 정확한 해상도 같은 것들을 알기 어렵기 때문에 이 정도로 타협을 본 것입니다. 미국이나 독일에 있는 기업이 무조건 (기술이) 떨어진다고 보기는 어렵습니다. 다만 그 기업들은 아직까지 인라인에 제대로 적용한 사례가 없기 때문에 말씀을 드렸습니다. 보통 이 정도 걸린다라는 것이고, 의료용을 말씀하셨으니까. 그리고 개념이 있습니다. 초 단위이긴 하지만 한 번에 검사할 수 있는 게 한 개 셀이 아닙니다. 한 번에 다수의 셀을 검사할 수 있는, 개념적인 기술 겸 기능이 들어가 있습니다.”

-하긴 사람도 포개어서 (CT에) 올려놓고 돌리면 한 번에 알 수 있죠.

“맞습니다.”

-장비 크기가 큽니까?

“라인에 돌릴 수 있을 정도로 덩치가 있는데, 에너지가 높으면 높을수록 촬영할 수 있는 범주가 좁아집니다. 일점사를 하는 겁니다. 그렇게 되면 점점 촬영할 수 있는 범위가 쪼그라듭니다. 거기에 셀의 끝부분, 예를 들면 A4용지를 프린터나 복사기에 넣을 때 한번 풀어준 다음에 (바닥을 기준으로) 치지 않습니까. 그런데 정렬이 안 되면, 왼쪽 모서리가 정렬이 안 됐다면 반대쪽 모서리도 정렬이 안 되어 있을 것입니다. 똑같은 겁니다. 배터리 셀 안에 적층이 이렇게 되어 있는데, 모서리만 찍는 겁니다. 여러 개의 셀들을 배열하고 모서리만 찍는 겁니다. 모서리만 찍으면 만약 셀이 어긋났거나 분리막에 문제가 있다면, 이런 문제들이 도드라진 셀만 빼내면 되는 겁니다. 그래서 한 번에 초 단위이긴 하지만 그 짧은 시간 내 여러 다수의 셀을 검사할 수 있기 때문에, 굉장히 시간을 빨리 들여서 검사할 수 있는 개념적인 장비를 도입하게 된 것입니다.”

-우리가 A4용지를 포개서 올려놓으면 모서리만 봐도 어긋나 있는지 알 수 있으니까 모서리 4개를 모아두고 그 부분만 찍으면 “여기는 어긋나 있다.”, “저기는 정상품이다.” 라는 것을 알 수 있다는 얘기인 겁니까?

“그렇습니다. 꼭 에스에프에이가 그렇게 한다는 얘기는 아니지만, 보통 3D CT 장비를 도입할 때, 그런 식의 개념을 도입하는 기업들이 있어서 예로 말씀드렸습니다.”

-헝가리에 넣었다면 다른 배터리 셀 공장으로도, 삼성SDI의 확산 전개 가능성은 어느 정도 됩니까?

“매우 높습니다. 지금 배터리 검사 장비 수요가 굉장히 높습니다. 왜냐하면 전기차 화재 등 이런 부분들을 명명백백 밝히기 위해서는, CT를 통해서 불량률을 낮추는 게 매우 중요합니다.

그리고 검사라는 요소는 일종의 보험 같은 것이기 때문에 배터리 셀 업체들이 많이 도입하고 싶어 합니다.”

-더 얘기하실 것이 있습니까?

“일단 3D CT 장비를 LG에너지솔루션 다음 삼성SDI에 공급하는 중이기 때문에, 이 장비가 다음에는 SK온에도 사용될 것인지가 관전 포인트가 될 것 같습니다.”

-에스에프에이가 잘하는 것 같습니다.

“검사 장비 분야는 굉장히 탁월합니다. 작년 에스에프에이가 연결 기준으로 매출이 2조원이 조금 안 되었습니다. 영업이익률은 10%대 정도를 기록했는데 올해는 배터리 장비나 물류 분야 비중이 전체 수주의 절반 이상, 한 60%~70% 정도 차지할 것 같습니다. 그러니까 명실 공히 과거 디스플레이 장비 중심의 회사에서 완벽하게 배터리 분야로 전환을 한 것이 아닌가, 그런 성과에서 3D CT 검사 장비가 굉장히 중요한 역할을 하고 있다고 볼 수 있을 것 같습니다.”

-에스에프에이는 3D CT 기술을 가지고 있습니까?

“가지고 있습니다.”

-원래 그런 기술을 가지고 있었습니까? 물류 장비 등을 전문으로 하지 않았습니까?

“물류라는 게 AI 등 복합적인 것들이 많이 쓰이고 있는데, 물류할 때 반드시 필요한 게 있습니다. 예를 들어 택배 박스를 내가 원하는 지점으로 소팅 등의 물류 장비들이 분류를 해 줍니다. 그러면 그 안에 RFID(Radio Frequency IDentification) 등 여러 바코드가 붙어 있습니다. 검출 기술을 반드시 가지고 있어야 합니다.”

-잠깐만 쉬다 오겠습니다.


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