주요 자동차 OEM 업체들과 신규 업체 모두가 새로운 전기 자동차(EV)를 신속하게 출시함에 따라 헨켈은 자사의 폭넓은 기술 토대 그리고 다년간의 전문성과 경험을 토대로 전통적인 엔진 방식에서 전동화된 파워트레인으로의 전환을 추진하고 있다. 이 포트폴리오는 기존 기술과 신기술을 결합하여 비용 효율적인 대규모 조립과 배터리 아키텍처의 수명 보호를 가능케 한다.

연료 소비와 CO2 배출 목표를 겨냥한 엄격한 규제는 자동차 산업에 구체적인 도전 과제 던진다. 수백 가지의 새로운 EV 모델의 설계 및 출시 속도가 점점 빨라짐에 따라 배터리와 전자 부품의 통합 및 보호가 결정적인 역할을 한다. 이 같은 새로운 과제를 해결하고자 마련된 포괄적인 범위의 기술과 심층적인 노하우로 설계에서 통합에 이르기까지 고객을 지원함으로써 헨켈은 업계를 선도하는 풀 솔루션 파트너로 자리매김하고 있다.

특정 배터리 제조업에 있어 헨켈은 세 가지 주요 도전 과제를 확인했다. 첫째, 배터리당 kWh 값이 계속해서 중요한 상업적 측면에서의 과제이기 때문에 배터리 팩에 들어가는 수백, 수천 개의 셀을 조립하는 과정에서 사용되는 재료와 접착제는 고속 경화와 짧은 사이클 시간을 제공해야 한다. 둘째, 작동 안전성을 위해 솔루션은 열전도 관리 요구사항 및 UL94 가연성 표준을 준수해야 한다. 마지막으로 EV의 수명 성능을 보장하고자 배터리 팩 하우징을 다시 열 수 있는 기술이 필요하다.

헨켈 사의 e-모빌리티 및 파워트레인 부서의 프랭크 커스탄(Frank Kerstan) 국장은 “헨켈의 혁신적인 접착 제품과 엔지니어링 서비스는 배터리 셀의 비용 효율적인 조립과 작동 안정성 및 수명 보호 최적화하는데 중요한 역할을 하고 있다”고 말한다. “우리는 기술과 적용에 있어 빈틈없는 포트폴리오와 대규모 제조를 위한 프로세스 노하우를 통해 e-모빌리티의 최전선에서 우리 고객들을 지원한다. 이 모든 것이 한 곳에서 가능하다. 바로 이 때문에 2019년에 여러 OEM 업체가 헨켈의 기술로 설계하고 조립한 EV 모델을 상당수 출시하는 이유이다.”

헨켈의 솔루션과 서비스는 기존 솔루션과 새로운 솔루션을 결합한 통합적인 여덟 가지 핵심 기술에 중점을 두고 있다.

1. 액상 가스켓

헨켈은 배터리 팩 하우징 내부의 누설 및 온도 변화를 막기 위한 다양한 솔루션을 제공한다. 가연성 표준인 UL94 V0를 충족하고자 테로손 MS 939 FR은 신뢰할 수 있는 고성능 기술임을 입증했다. 마찬가지로, 록타이트 SI 5970은 오일 및 기타 자동차 액체에 대한 내성과 관련하여 맞춤형 솔루션의 역할을 한다. 서비스 가능성에 도전하는 록타이트 AA 5884(아시아: 5883)는 신속한 자외선 경화 폴리아크릴레이트 기술로 배터리 팩 하우징을 수리용으로 다시 열고 압축으로 확실하게 밀봉할 수 있다.

2. 함침 서비스

헨켈의 록타이트 함침 솔루션(LOCTITE Impregnation Solutions, LIS) 서비스는 저점도 고분자 수지가 가진 유동성을 활용하여 미소 기공 및 공극 (소위 “leaker")을 메우고, 알루미늄 주조된 배터리 하우징과 같은 구성 요소를 영구적으로 밀봉한다. 헨켈은 전 세계에 30개의 LIS 서비스 센터를 운영하고 있으며, 이 센터들은 ISO/TS 16848, ISO 14001 및 OHSAS 18006의 모든 인증을 받았다.

3. 배터리 구조용 접착제

배터리 팩의 구조적 완전성은 동적 부하 케이스와 충돌 성능과 관련 있다. 헨켈은 테로손 EP 5065 또는 록타이트 EA 9466와 이액형 에폭시 제품으로 알루미늄 및 다중 금속 배터리 프레임에 고강도 접착제를 제공한다.

4. 갭 필러

3W/mK의 새로 특수 개발된 열 전도성을 갖춘 실리콘 프리 소재는 가장 혹독한 환경 조건에서도 작동한다. CIP(Cure-in-place) 경화 동력은 갭 안정성과 수명이 다하는 동안 견고함을 보장한다. 독보적인 유동학 기술은 처리 시간 단축, 조립력 감소 및 배터리 셀 및 모듈에 대한 상당한 스트레스 해소를 위해 극도의 빠른 분산성을 제공한다. 또한, 마모 특성이 매우 낮은 새로운 필러 기술로 분산 장비의 유지 관리가 줄어들었다.

5. 열접착

배터리 셀 및 모듈의 안전하고 효율적인 열 관리를 보장하기 위해 록타이트 UK 6800 및 록타이트 EA 9794와 같은 열 전도성 접착제는 냉각판에 효율적인 열전달을 허용한다. 록타이트 UK 6800의 이액형 폴리우레탄 기술은 1.9 W/mK의 열전도도를 가진다. 서로 다른 열팽창 계수를 극복하기 위해 전단력 10MPa 이상, 연신율 44 %의 고강도를 사용하여 다른 기질에 우수한 접착력을 동시에 제공한다.

6. 금속 전처리

상업적으로 도전과제를 고려하여 헨켈 표면 기술은 에너지 및 물 소비 감소로 인한 공정 및 유지 보수 비용을 절감한다. 일반적으로 알루미늄으로 제작된 배터리 하우징은 도색 전에 비용 효율적인 방법으로 사전 처리해야 한다. 헨켈은 다양한 OEM 승인 프로세스를 제공한다. 본더라이트 M-NT 400, 본더라이트 M-NT 160 / 161 및 본더라이트 M-NT 5200. 혼합 금속 응용 분야의 경우 특허받은 본더라이트 2단계 공정을 통해 에너지 절감과 공정 폐기물의 현저한 감소가 가능하다.

7. 전도성 코팅

시장에서 성공을 위한 또 다른 핵심 과제는 리튬 이온 배터리 셀의 충전 및 방전 성능을 향상하는 것이다. 헨켈은 알루미늄 음극에서 계면의 약점을 극복하기 위해 전도성 코팅재를 개발했다. 본더라이트 L-GP EB 012 및 본더라이트 S-FN 15000 기술은 내부 전기 저항을 떨어뜨리고 리튬철인산염(Lithium Iron Phosphate, LFP) 및 니켈 망간 코발트(Nickel Manganese Cobalt, NMC) 배터리 셀의 음극에 대한 활성 물질의 접착력을 증가시킨다.

8. 배터리 조립 접착제

헨켈은 특히 수백 수천 개의 배터리 셀을 대규모로 조립할 수 있는 다양한 접착 제품을 제공한다. 예를 들어, 록타이트 AA 3525는 요구에 따라서 자외선에서 15초 이내에 경화된다. 테로손 MS 9396은 배터리 셀 간 접합 및 배터리 케이스 실링에 특화되어있다. 변성 실란은 사용이 간편한 부품 기술로 환경친화적이고 비솔벤트와 비실리콘을 기반으로 한다. 최대 섭씨 100도의 고온 저항성과 200% 의 우수한 연신율 의 검증된 성능으로 배터리 셀의 안정적이고 안전한 성능을 보장한다.

EV 배터리 아키텍처를 위한 헨켈의 포괄적인 기술 포트폴리오는 최초 설계와 프로토타이핑부터, 셀, 모듈 및 팩의 대규모 생산에 이르기까지 OEM 및 공급 업체의 요구를 예측한다. 보다 일반적으로 강력한 노하우 적용, 전 세계의 R&D 시험 센터 및 강력한 전략적 제휴(예: RLE International)가 뒷받침되는 헨켈은 고객의 엔지니어링 팀의 파트너라는 독특한 위치에 있다. 이와 같이 헨켈은 업계에서 중요한 전동화 과제를 해결하여 업계 e-모빌리티의 미래를 주도하고 있다.

씨스켐닷컴(2019-02-14)