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現 VRFB 대비 50% 이상 스택 제조 비용 절감할 수 있는 스케일업 제조 공정 기술

Korea Institute of Energy Research

한국에너지기술연구원 (KIER)

에너지저장

現 VRFB 대비 50% 이상 스택 제조 비용 절감할 수 있는 스케일업 제조 공정 기술

안전성과 장시간 에너지저장에 강점이 있는 대용량 레독스 흐름전지의 핵심 부품 ‘스택’을 박판 소재의 다층 적층·접합 공정으로 제조해, 기존 사출·기계가공 방식 대비 생산시간과 인력을 줄이고 제조비용을 50% 이상 절감하는 기술

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CATEGORY에너지저장

기술의 구성

유로 패턴 형성기술

  • 전해액 흐름을 위해 유로 패턴을 형성하는 기술로, 기존 대비 높은 균일도를 확보하면서 제조시간을 1/20 수준으로 단축

흐름전지 프레임 접합기술

  • 프레임 형성을 위한 접합기술로, 기존의 가스켓을 적용하지 않고 판재 자체의 특성을 이용하는 열 융착 시스템

흐름전지 운반 및 적층 자동화 기술

  • 프레임의 연속 생산과 적층 자동화가 용이하여 대량 생산이 가능

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기술 주요 내용

3차원 멀티레이어 접합공정 기반 스택 부품 제조

  • 안전성과 장주기 에너지저장이 강점인 대용량 흐름전지의 핵심 부품인 스택의 제조 비용을 절감하는 자동화 공정 기술로, 흐름전지의 가격경쟁력 확보가 가능

  • 균일도가 높은 박판 판재를 접합하여 부품을 제조하는 3차원 멀티레이어 접합공정 기술을 적용

설계 변경 대응과 대량생산

  • 셀 스택 부품의 설계가 변경되어도 저비용으로 부품을 빠른 시간에 가공

  • 구성품 제조 시 박판 판재가 적층되는 방식이 적용됨에 따라 자동화가 용이하고 대량생산이 가능하여 기존 대비 50% 이상 저가화가 가능

  • 자동화 공정 적용이 가능하여 수작업에 따른 인력이 필요하지 않으며, 빠른 시간에 조립을 완료

기술의 비교 우위성

기존 기술

  • 플로우배터리 구성품을 사출 및 기계가공을 통해 제조하므로 두께 및 프레임 간 편차가 발생하고, 가공시간이 오래 걸림에 따라 비용이 높음

  • 현재의 제조 방식으로는 자동화 및 대량생산에 한계가 있어 수작업에 따른 인력 투입과 긴 조립 공정시간이 필요

본 기술

  • 균일도가 높은 박판 판재를 접합하는 3차원 멀티레이어 접합공정으로 두께·프레임 편차를 줄이고 가공시간을 단축

  • 적층 방식이므로 자동화와 대량생산이 가능하여 기존 대비 50% 이상 스택 제조 비용을 절감

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실험 및 실증 데이터

  • 3D 접합 공정 기술을 적용한 스택의 충방전 시험을 수행

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  • 재생에너지 연계 실증을 위한 180 kW급 모듈 설계 도안을 확보

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지재권 현황

특허명출원번호상태
열융착을 이용한 스택 제조 자동화 공정10-2025-0073127출원
스택 자동화 공정19/005,742 (미국)출원
레독스 흐름전지용 부품의 제조방법, 이를 포함하는 레독스 흐름전지10-2021-0015648등록
스택 제조 방법 및 스택 자동 제조 시스템10-2024-0036939출원

기술 적용처

응용분야적용제품
  • 재생에너지 연계
  • 전력망 안정화
  • 비상전력 공급
  • 전기차 충전소
  • 독립형 전력 시스템
  • 에너지저장시스템
  • 레독스 흐름전지
  • 수전해 셀 및 흐름전지 관련 구성 부품

TRL 단계

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기초연구 (1~3)실험·시작품 (4~6)실용화·사업화 (7~9)

TRL 6 단계

파일럿 규모의 시작품 제작 및 평가 완료된 단계 파일롯 규모 생산을 위한 대규모 투자가 동반되는 단계 실증 및 현장 테스트를 실시하는 단계

# 레독스 흐름전지# 스택 제조 공정# 3D 멀티레이어 접합# 에너지저장시스템
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