도입 배경: 이차전지 연구실이 자동화를 결심한 이유

이차전지 소재와 셀 성능을 연구하는 서울대학교 화학부 연구실은 다양한 규격의 연구용 셀과 유리 바이알을 직접 제작해 평가하는 과정을 반복합니다. 이 과정에서 가장 부담이 컸던 공정이 바로 전해액 주액이었습니다.

전해액은 유해성이 있는 화학물질이지만, 그동안 연구원이 직접 주액하고 셀 뚜껑을 닫고 실링까지 수작업으로 진행해 왔습니다. 그 결과 두 가지 문제가 반복됐습니다.

• 연구원 안전: 고위험 화학물질에 대한 노출 위험이 상존

• 데이터 재현성: 수작업 주액량·체결 상태의 미세한 편차로 실험 데이터 불균일

"유해 물질에 노출될 위험이 계속 있었고, 사람 손으로 하다 보니 주액량이나 체결 상태에 미세한 편차가 생겨서 실험 데이터가 균일하지 않은 문제도 있었습니다. 연구원의 안전과 데이터의 재현성, 이 두 가지를 근본적으로 해결하고 싶어서 자동화 도입을 검토하게 됐습니다." — 이현민 연구원

연구실이 자동화 파트너를 검토하며 세운 기준은 세 가지였습니다. 사람이 개입하지 않는 무인 자동화, 매번 동일한 양과 힘으로 작업하는 정밀도, 그리고 가장 어려운 조건이었던 연구실 환경 맞춤 설계 역량입니다.

과제: 양산 라인과 완전히 다른 연구실 자동화

연구실 자동화가 어려운 이유는 명확합니다. 공정 기준점이 모호하고, 규격이 서로 다른 셀과 유리 바이알을 함께 다뤄야 하며, 실험 목적에 따라 셋업이 수시로 바뀝니다.

특히 셀 뚜껑을 정확히 닫는 공정은 일반적으로 고가의 비전 시스템을 붙여 해결하는데, 연구실 예산으로는 부담이 큰 방식이었습니다.

마로솔은 비전 없이 가는 방안을 제안했습니다. 자체 설계한 3D 프린팅 보정 하우징으로 위치 오차를 기구적으로 잡아주고, 정밀한 위치 티칭으로 반복 정확도를 확보하는 방식입니다.