전기화학 계측기기 전문기업 위즈맥이 배터리 충방전 시스템 WizBCS에 전기화학 임피던스 분광법(EIS) 기반 비파괴 진단 기능을 통합한 신규 라인업을 출시했다. 충방전 사이클과 임피던스 분석을 단일 장비에서 연속 수행할 수 있도록 설계된 것이 특징이다.
전기화학 임피던스 분광법(EIS)은 전기화학 시료에 소진폭 교류 신호를 인가해 주파수별 임피던스 응답을 분석하는 방식으로, 시료를 분해하지 않고 내부 상태를 진단할 수 있는 기법이다. 배터리 분야에서는 전극 반응 특성, 전해질 이온 전도도, 고체전해질 계면(SEI) 변화, 내부 저항 분포 등을 확인하는 데 활용되며, SOH 추정과 열화 메커니즘 분석에 사용된다.
기존 이차전지 평가 환경에서는 충방전 시험기와 EIS 분석기를 별도로 운용하는 경우가 일반적이었다. 이 과정에서 셀 이동 및 재연결에 따른 조건 변화, 장비 간 측정 환경 차이 등이 발생할 수 있었다. WizBCS는 충방전 채널과 EIS 측정 모듈을 하나의 플랫폼으로 통합해 동일 셀 상태에서 연속적인 전기화학 분석이 가능하도록 구성됐다.
충방전 사이클 중 특정 SOC 구간에서 EIS 측정을 자동으로 수행하는 시퀀스 설정이 가능하며, 임피던스 변화 데이터를 충방전 이력과 연계해 분석할 수 있다. 이를 통해 셀을 개봉하거나 운전을 중단하지 않고도 내부 저항 변화와 열화 진행 상태를 추적할 수 있다.
EIS 측정은 표준 100kHz, 최대 2MHz까지의 고주파 대역을 지원한다. 고주파 영역에서는 인덕턴스 성분, 집전체 특성, 전극 탭 저항 등 저주파 영역에서 구분이 어려운 요소를 추가로 분석할 수 있다. 2MHz 대역 지원은 고출력 및 고에너지밀도 셀 평가에 필요한 진단 범위를 확장한 구성이다.
신호 처리는 FPGA 기반 디지털 동기 방식으로 이루어지며, 수십 μΩ부터 수십 mΩ 수준의 낮은 임피던스 환경에서도 안정적인 측정이 가능하도록 설계됐다. 측정 결과는 Nyquist Plot, Bode Plot 형태로 출력되며, 등가회로 피팅 분석을 지원한다.
WizBCS는 100mA, 1A, 6A, 12A 등 전류 라인업으로 구성되며, CC, CV, CP, CR, CCCV 등 다양한 충방전 제어 모드를 지원한다. 다채널 독립 구동이 가능하며, USB 및 LAN 기반 원격 제어 기능을 제공한다.
위즈맥은 포텐시오스탯, 갈바노스탯, EIS 분석기, 배터리 충방전 시스템 등 전기화학 계측 장비를 자체 설계·제조하는 기업이다. WizBCS는 KS C IEC 61960, KS C IEC 62660, KS C IEC 62620 등 이차전지 시험 규격에 대응하는 측정 시퀀스를 포함하고 있으며, 셀 및 모듈 개발 기업, 연구기관, 대학 연구실 등을 대상으로 공급이 이뤄질 예정이다.
이원지 기자 news21g@etnews.com
