배터리 생산 과정에서 정밀하고 전단력이 낮은 도징을 실현하는 방법

복잡한 매체 처리에 있어 세계적인 전문 기업인 NETZSCH 펌프 및 시스템은 최적의 솔루션을 제공합니다. 배터리 생산에서 중요한 요소가 무엇인지, 그리고 다양한 공정 단계에 적합한 펌프 기술이 무엇인지 안내해 드리겠습니다.

배터리 생산에 사용되는 펌프의 요구 사항

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전지 생산에 사용되는 매체는 취급하기 가장 까다로운 물질 중 하나입니다. 양극과 음극을 코팅하는 데 필요한 전극 슬러리는 흑연, 카본 블랙, 활물질 등 수많은 고체 입자를 포함하고 있으며, 종종 비뉴턴 유변학적 거동을 보입니다. 즉, 점도가 일정하지 않고 가해지는 전단 응력에 따라 변한다는 의미입니다. 이로 인해 동시에 충족해야 할 몇 가지 요구 사항이 발생합니다. 재료의 물성을 변화시키지 않도록 이송 과정은 부드럽고 전단 응력이 낮아야 합니다. 또한 균일한 층 두께를 보장하기 위해 맥동이 없어야 합니다. 또한 고형분 함량이 높음에도 불구하고, 시스템은 마모가 적고 내식성이 뛰어나도록 설계되어야 합니다. 더불어 리튬의 반응성으로 인해 기밀성과 안전성에 대한 요구 사항이 매우 높습니다.

전극 슬러리의 이송 및 정량 공급

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NETZSCH는 배터리 제조 분야에서 혁신과 용적식 펌프에 대한 수십 년간의 경험을 결합하고 있습니다.

배터리 슬러리를 캐리어 포일에 도포할 때, 도포된 층은 매우 좁은 공차 범위 내에 있어야 합니다. 유량이나 압력의 미세한 변동만으로도 층 두께가 고르지 않게 되어, 결과적으로 품질 저하나 불량률 증가로 이어질 수 있습니다. 따라서 일관되게 높은 도징 정확도를 유지하면서 맥동이 없는 지속적인 공급을 보장하는 것이 매우 중요합니다. NEMO® 편심 스크류 펌프 는 용적식 원리로 작동하며, 로터가 기하학적으로 정밀하게 맞물린 스테이터 내에서 균일한 공급실을 형성합니다. 따라서 매체는 유의미한 압력 변동, 맥동 또는 전단 응력 없이 흡입 측에서 토출 측으로 지속적으로 부드럽게 이동합니다. 이를 통해 점도가 매우 높고 농도가 높은 페이스트도 코팅 시스템으로 공급할 수 있어, 얇고 균일한 층을 도포할 수 있습니다.

적합한 펌프 기술 개요

매체, 점도, 고형분 함량 및 공정 단계에 따라 다양한 용적식 펌프가 사용됩니다. 당사의 제품 포트폴리오 중 다음 제품들은 배터리 생산에 특히 적합합니다:

NEMO^® 편심 스크류 펌프
리튬 슬러리 등 점성이 높고 고형물이 포함된 유체를 저전단, 저펄스 방식으로 이송할 때, 마모를 줄이기 위해 낮은 작동 속도에서도 사용할 수 있습니다.
TORNADO^® 로터리 로브 펌프
혼합 및 진공 탈포 공정 등에서 점성이 높은 슬러리 및 고형물이 함유된 액체를 이송하는 데 적합합니다.
PERIPRO^® 연동 펌프
마모성이 있거나 고형물이 포함된 매체를 이송할 때, 그리고 전해액 및 첨가제의 정밀하고 재현성 높은 주입에 적합합니다.

원료에서 세포까지: 전 공정을 아우르는 펌프

“당사가 배터리 산업을 위해 특별히 설계한 펌프를 사용하면, 전극 슬러리를 비롯한 모든 필요한 액체를 맥동 없이 부드럽게 이송할 수 있을 뿐만 아니라, 가장 엄격한 안전 및 환경 규정을 준수하면서 매우 높은 정밀도로 주입할 수 있습니다. 당사는 고객과 함께 배터리 산업 분야에서 고객과 고객의 응용 분야에 최적화된 솔루션을 찾아드리겠습니다.”
Thomas Böhme
사업 개발 배터리

펌프는 배터리 생산 공정의 거의 모든 단계에서 사용됩니다. 리튬, 니켈 또는 망간이 포함된 슬러리나 현탁액과 같은 원자재를 처리하는 단계에서도, 고형물이 다량 포함된 매체를 장기간에 걸쳐 안정적으로 이송하기 위해서는 내구성이 뛰어난 펌프가 필요합니다. 이어지는 혼합 및 습식 분쇄 공정에서는 고형분 함량이 높고 점도가 변동하는 슬러리를 일관되고 균일하게 이송하는 것이 목표입니다. 이 단계에서 펌프는 특히 진공 탈포 공정 등에 사용됩니다. 또한, 일관된 셀 성능을 보장하기 위해 리튬 염을 정밀하게 계량하고 균일하게 혼합해야 하므로, 펌프는 전해액 처리 과정에서도 핵심적인 역할을 수행합니다. 마지막으로, 최종 코팅 공정에서는 정밀하고 맥동이 적은 계량이 전극의 품질을 결정합니다.

맞춤형 시스템 솔루션을 통한 공정 신뢰성

주입 정확도는 매체의 점도와 전단 속도 특성에 직접적으로 좌우됩니다. 이 두 가지 요소는 작동 중에 변할 수 있습니다. NETZSCH는 고객의 매체 특성에 최적화된 솔루션을 제공하여 공정 전반에 걸쳐 일관된 주입을 보장합니다. 또한 유지보수가 용이한 설계가 이를 보완합니다. Full-Service-in-Place 기술(FSIP®)을 통해 펌프를 배관에서 분리하지 않고도 주요 부품의 유지보수가 가능합니다. 이를 통해 가동 중지 시간을 줄이고 설비의 가동률을 높일 수 있습니다.

함께 협력하여 최적의 해결책을 모색합니다

배터리 생산에 필요한 요건은 귀사의 배합, 공정 및 규모 확대 목표만큼이나 각기 다릅니다. 당사는 표준화된 솔루션 대신 귀사의 매질과 공정 단계에 맞춤화된 설계를 제공합니다.

당사의 전문가들은 초기 공정 엔지니어링 컨설팅과 적합한 펌프 기술 선정부터 지속적인 운영 과정에서의 서비스 및 유지보수에 이르기까지, 처음부터 끝까지 귀사를 지원합니다. 귀사와 긴밀히 협력하여, 배터리 생산의 품질, 공정 신뢰성 및 비용 효율성을 지속적으로 향상시키는 펌프 솔루션을 찾아드리겠습니다.

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