배터리·2차전지
각형 셀
Prismatic Cell
정의
전극 조립체를 직육면체 알루미늄 캔에 넣은 셀. 기계적 내구성과 팩 공간 효율이 좋아 전기차용으로 널리 쓰인다.
자세한 설명
각형 셀은 플랫 와인딩한 젤리롤 또는 스태킹한 전극 조립체를 직육면체 알루미늄 캔에 넣고 레이저 용접으로 밀봉한 형태다. 단단한 금속 외장이 외부 충격과 스웰링 압력을 견디고, 상자 형태라 팩에 빈틈없이 배열할 수 있어 공간 효율이 좋다. 삼성SDI의 주력 폼팩터이며 CATL·BYD 등 중국계도 각형 중심이다.
캔 상부 캡 플레이트에는 단자·안전 벤트·주액구가 집약되어 있고, 셀 내압이 기준을 넘으면 벤트가 열려 폭발을 방지한다. 캔·캡 조립의 레이저 용접 기밀 품질과 벤트 작동압 관리가 안전의 핵심이며, 금속 캔 무게 때문에 중량 에너지밀도는 파우치보다 불리한 편이다.
외장이 튼튼해 셀 자체가 구조재 역할을 할 수 있어, 모듈을 생략하는 CTP나 차체에 직접 통합하는 CTC 설계와 궁합이 좋다. BYD 블레이드처럼 셀을 길고 얇게 만들어 팩 공간 효율을 극대화하는 변형도 각형 계열이다.
실무 예시
전기차용 각형 셀은 통상 셀당 100~200Ah급 대용량으로 만들어 팩당 셀 수를 100개 안팎으로 줄인다. 캔 밀봉 레이저 용접부는 헬륨 리크 검사로 기밀을 전수 확인하는 것이 일반적이다.
실무 포인트
- 캔 용접부 기밀 불량은 수분 침투·누액으로 장기 불량을 만든다 — 리크 검사와 용접 모니터링을 병행한다.
- 벤트 작동압은 안전 설계의 기준값이다 — 부품 산포와 작동압 시험 성적을 로트 관리한다.
- 대용량 셀은 단일 셀 고장의 영향이 크다 — 팩 레벨 열전파 방지 설계를 전제로 한다.
- 스웰링 압력이 캔 변형·구속 구조에 미치는 영향을 수명 말기까지 평가한다.