電池材料の乾燥と熱処理 — リチウムおよびナトリウムイオン
SINOTHERMOは、前駆体・正極材・負極材メーカー、リチウム・ナトリウム塩生産者、ブラックマスリサイクル事業者向けに、電池材料を支える乾燥・焼成・造粒・粉砕設備を製造しています。さらにセルメーカー向けの工場内廃棄物処理やR&Dパイロットラインにも対応します。一つの設備ファミリーで、リチウム系材料（NCM、NCA、LFP、黒鉛、Si-C）からナトリウムイオン系材料 — 層状酸化物、ポリアニオン正極材、プルシアンブルー類似体、ハードカーボン、NaPF₆ — まで幅広くカバーします。
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プロセスエンジニアリングの実績年数
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一社完結の設備シリーズ
O₂ < 500 ppm
N₂密閉循環による不活性乾燥（設計値）
< 20 ppb
電池グレードLi塩における磁性不純物の目標値
対象のお客様
電池材料・塩・リサイクル向け — 電極塗工ではありません
電池セルは乾燥粉体から作られ、その粉体は材料プラントで製造されます。当社の設備はまさにその工程で稼働します。当社が対応する範囲（そして対応しない範囲）を正確に把握いただくことで、お客様の時間を無駄にしません。
電池材料メーカー — 当社の中核事業
前駆体（pCAM）、正極材（CAM）、負極材プラント：共沈水酸化物、リン酸鉄、LFP/NCM/NCA粉体、黒鉛、シリコンカーボンおよびハードカーボン — フィルターケーキの脱水から焼成、最終的なppmレベルの乾燥まで対応します。
リサイクル事業者・塩生産者
ブラックマスリサイクル事業者およびリチウム・ナトリウム塩プラント：電解液回収を伴う溶剤含有ブラックマス、回収硫酸塩・水酸化物中間体、電池グレードのLi₂CO₃およびLiOH·H₂Oを、CO₂密閉・鉄フリーのハンドリングで処理します。
セルメーカー — 2つの特定領域
セル工場内では、2つの領域に特化して対応しています：生産工程で発生する固形廃棄物（スクラップ電極、廃粉体）の熱処理、およびR&D／パイロットラインの乾燥です。電極塗工用乾燥機やドライルームの除湿は異なる分野であり、その点は正直にお伝えします。
プロセスの流れ
湿潤原料から電池グレード粉体へ
湿潤状態の前駆体はスラリー、フィルターケーキ、ブラックマスとして投入され、適切な乾燥・熱処理工程の組み合わせを経て、電極ラインに必要な乾燥した均一な粉体へと変わります。
原料 进料
- スラリー
- フィルターケーキ
- 湿潤粉体
- ブラックマス
乾燥・工程 干燥与工序
- スプレー／フラッシュ乾燥機
- パドル／レーキ式乾燥機
- 真空回転式乾燥機
- 流動層＋ディスク乾燥機
- ロータリーキルン
成品 成品
- pCAM／CAM
- LFP／C
- 黒鉛／Si-C
- 回収金属
一社完結のフルプロセスチェーン
あらゆる熱処理工程をワンストップで
電池材料は電極ラインに到達するまでに、混合、噴霧乾燥、熱処理、粉砕、最終乾燥といった工程を経ます。SINOTHERMOは、互いに連携するよう設計された設備で、あらゆる熱処理・粉体ハンドリング工程をカバーします。
01
混合・スラリー調製
回転ドラム、リボン、コニカル型ミキサーが前駆体粉末と添加剤を均質化し、湿式処理前に均一で分散性の高いフィードに仕上げます。
02
噴霧乾燥・造粒
遠心式および加圧式スプレー乾燥機が前駆体スラリーや溶液を均一な球状粉末に変換します — 電極性能を左右する粒度、形状、水分を作り込みます。
03
連続乾燥・熱処理
ロータリーキルンが1〜10RPMで速度と滞留時間を調整しながら熱風中で粒状材料を転動させます — 入口温度350°Cまでの連続・高処理能力の乾燥・熱処理を実現します。
04
粉砕・分級
衝撃式粉砕機が80〜450メッシュの範囲で材料を制御しながら微粉化し、前工程後の微細で均一な粒度分布を回復させます。
05
粉体乾燥・冷却
流動層乾燥機がリチウム塩や完成粉末を穏やかに乾燥・冷却し、安全な梱包・保管・輸送のために安定した水分値に仕上げます。
電池材料乾燥を難しくする要因
電池材料乾燥における8つの主要課題
リチウム系とナトリウム系の材料は5つの厳しい制約を共有しており、ナトリウムイオン電池はさらに3つの独自課題を抱えています。SINOTHERMOの電池材料用乾燥機は、すべてこのリストを基準に仕様策定されています。
01
熱感受性
低温での穏やかな乾燥が結晶構造、BET比表面積、粒子形状を保護します — 過熱は粒子の粗大化と電気化学性能の劣化を招きます。
02
酸化 → 不活性ガス
高ニッケル前駆体、炭素被覆LFP、シリコンカーボン、ブラックマスは熱風中で酸化します。スプレー工程ではO₂を500ppm以下、焼成工程では20〜100ppmまで下げてN₂保護を行います。
03
金属汚染
電池グレードの磁性異物はppbレベルで規定されます（LiOH·H₂Oは一般的に20ppb未満）。SUS304/316L製の鉄不使用接液部品に加え、多段磁選を実施します。
04
粉塵爆発
黒鉛、炭素、ブラックマス微粉は可燃性かつ導電性を持ちます。EN 14491／EN 14373に準拠した爆発放散・抑制設計に、N₂による不活性化と静電気接地を組み合わせます。
05
超低残留水分
正極材の目標は80〜100ppm、負極材は50ppm未満です。残留水分はSEI層を損傷させ、HFを発生させ、ガス発生や熱暴走の引き金となり得ます。
06
HCNオフガス — プルシアンブルー系（ナトリウム）
プルシアンブルー類似体正極は約200°C以上でHCNを放出します。活性化乾燥は、動的真空下でHCNモニタリングとアルカリスクラビングを行いながら、製品温度上限である180°C以下を厳守する必要があります。
07
HF加水分解 — NaPF₆（ナトリウム）
微量水分がNaPF₆を加水分解し、HFとPOF₃を生成します。耐食性接液材料を用いた二段階真空乾燥によりKFを50ppm以下に抑え、HFオフガスをスクラビング処理します。
08
高温不活性炭化（ナトリウム）
ハードカーボン負極材はN₂／Ar雰囲気下、O₂10ppm未満の条件で1000〜1400°Cにて炭化されます — 間接加熱式キルンにより燃焼ガスが粉体に触れないようにします。
リチウム電池材料
材料×設備 早見表 — リチウム
主要なリチウム電池材料系統について、一般的な乾燥目標値、温度範囲、雰囲気、および通常選定されるSINOTHERMO製設備を示します。正確なパラメータは材料テストにより確定します。
| 材料 | 目標値 | 温度 | 雰囲気 | 推奨設備 |
|---|---|---|---|---|
| NCM/NCA前駆体（pCAM） | before calcination | 150–180°C | N₂ | スプレー乾燥機・真空パドル/レーキ式乾燥機・スピンフラッシュ乾燥機 |
| NCM/NCA正極材（CAM） | ppm-grade | 150–180°C · calcine 700–1000°C | N₂ | 縦型ディスク乾燥機・ロータリーキルン |
| リン酸鉄 FePO₄·2H₂O | remove 2H₂O | 200–300°C | Air / N₂ | スピンフラッシュ乾燥機・真空レーキ式乾燥機・ディスク乾燥機・ロータリーキルン |
| LFP完成品 LiFePO₄/C | spheroidised granules | spray outlet ~125°C · calcine | N₂ / Ar | 噴霧造粒（LPG/YPG/GXP）・ロータリーキルン |
| 黒鉛・Si-C負極材 | < 50 ppm | 110–130°C | N₂ / explosion-proof | 流動層乾燥機＋真空ディスク乾燥機・バンド式乾燥機・ロータリーキルン |
| ブラックマス（リサイクル） | low + solvent recovery | ≤ 200°C vacuum (up to 650°C) | N₂ + vacuum | 真空パドル/レーキ式乾燥機・ダブルコーン乾燥機・ロータリーキルン |
| 生産廃棄物（スクラップ電極、粉体） | binder burnout / pyrolysis | 300–800°C | N₂ / vacuum, low-O₂ | 電気加熱間接式ロータリーキルン |
| 廃粉再造粒 | D50 200–500 μm | ambient | air | オシレーティング造粒機・ローラーコンパクター |
| Li₂CO₃／LiOH·H₂O塩 | battery-grade, < 20 ppb magnetic | LiOH 80–95°C · anhydrous 300–450°C | N₂ + CO₂-seal | 密閉式ディスク/プレート乾燥機・レーキ/パドル式乾燥機・流動層乾燥機 |
ナトリウムイオン電池材料
ナトリウムイオン電池（SIB）の乾燥：リチウムの手法を踏襲しつつ、より厳格な基準へ
ナトリウムイオン正極材は、リチウム系材料と同じ共沈→乾燥→焼成のプロセスで製造され、ドロップイン型ポリアニオン正極材（NVP、NVPF、NFPP、NFS）はLFP系の噴霧造粒ラインでそのまま生産できます。ただし乾燥条件については3点でより厳格な管理が求められます。プルシアンブルー類似体はHCNオフガス洗浄を伴いながら180°Cを超えない厳格な上限を守る必要があり、NaPF₆は微量の水分でHFに加水分解し、ハードカーボンは無酸素の不活性ガス雰囲気下1000〜1400°Cで炭化させる必要があります。リチウム系材料の乾燥に用いるSINOTHERMOの同一機種群が、8つの主要ナトリウム系材料系統のうち6系統をエンドツーエンドでカバーします。
| 材料 | 目標値 | 温度 | 雰囲気 | 推奨設備 |
|---|---|---|---|---|
| 層状酸化物前駆体 | < 0.5 wt% | ~120°C | N₂ / vacuum | 真空パドル/レーキ式乾燥機・ダブルコーン乾燥機 |
| 層状酸化物正極材（CAM） | ppm-grade | calcine 800–950°C · rebake 200–300°C | O₂ / dry air, then N₂ | ロータリーキルン・真空パドル式乾燥機 |
| プルシアンホワイト（PBA） | ~2 wt% activated | 120–180°C (≤ 180°C hard limit) | vacuum + N₂ | 真空パドル/レーキ式乾燥機＋HCNスクラバー |
| ポリアニオン系 NVP・NVPF・NFPP・NFS | spheroidised granules | spray outlet ~90°C · calcine 500–900°C | Ar (Ar/H₂ for NVPF) | スプレー乾燥機・ロータリーキルン（Ar） |
| ハードカーボン炭化 | d₀₀₂ control | 1000–1400°C | N₂/Ar, O₂ < 10 ppm | 間接加熱式ロータリーキルン |
| ハードカーボン粉末仕上げ | < 200 ppm electrode-grade | 120–200°C vacuum | N₂ + vacuum, LOC O₂ < 8% | 真空ダブルコーン乾燥機・流動層乾燥機 |
| NaPF₆電解質塩 | KF ≤ 50 ppm | 120–180°C → 60–100°C vacuum > 12 h | N₂ → vacuum | 真空コニカル/パドル式乾燥機＋HFスクラバー |
その他対応可能：NaFSI／NaTFSI電解質塩、CO₂を遮断した鉄分フリーの乾燥によるNa₂CO₃およびNaOH·H₂O前駆体塩 — 材料仕様をご相談ください。
主要設備
電池材料を支える機械群
電池材料の製造・リサイクルを支える10種の主力機種 — いずれも常州の自社工場で設計・製造・試験を行っています。シングルコーン真空容器などのバリエーションもご用意していますので、お客様の原料条件やプロセス範囲についてはぜひご相談ください。
脱水・溶剤回収
噴霧乾燥・造粒
連続乾燥・熱処理
電池リサイクル
循環を完結させる：回収電池材料の乾燥
電池リサイクルは、リチウム産業の中でも最も急成長している分野の一つです。浸出、抽出、沈殿工程を経て回収される材料——リチウム塩、ニッケル・コバルト・マンガン化合物、水酸化物前駆体——は、湿ったフィルターケーキ、スラリー、溶液の状態でプラントから排出され、これらは適格な電池原料としてサプライチェーンに再投入される前に乾燥処理が必要です。
ブラックマス自体には残留電解液（EC/DMC/EMC）と水分が含まれているため、間接加熱と0.2〜500 mbarの段階的真空を用いて不活性N₂雰囲気下で乾燥し、粉体の乾燥が進むにつれて各溶剤を選択的に凝縮・回収します。SINOTHERMOはこの工程を一貫してご提供します：溶剤を含んだケーキ向けの真空パドル乾燥機・レーキ式乾燥機、フィルターケーキを直接粉体化するスピンフラッシュ乾燥機、溶解した塩類を均一で流動性の高い粉体に再構築し再利用可能にするスプレー乾燥機です。
プラント内廃棄物処理
電池生産廃棄物向け電気加熱式ロータリーキルン
セル工場では、スクラップ電極、廃電極粉末、塗工・スリット・化成工程からの端材が発生します。電気加熱式間接ロータリーキルンは、N₂雰囲気または真空下、300〜800°Cでバインダーと電解液残渣を焼却し、金属価値の回収または下流リサイクル向けの減容化を実現します。搬送が困難なほど微細な廃粉に対しては、オシレーティング造粒機やローラーコンパクターにより、粉末を溶解させることなくD50 200〜500 μmに再造粒します。
燃焼排ガスなし
電気抵抗加熱によりバーナー排ガスが材料に接触しないため、バインダー焼却時に電池グレードの工程流にCO₂、H₂O、SO₂による汚染が生じません。
±5°Cのゾーン別温度制御
独立制御された電気加熱ゾーンにより熱分解カーブを精密に維持——電解液溶剤には300〜400°C、PVDF/CMC/SBRバインダー分解には400〜600°C、有機物の完全除去には最大800°Cまで対応します。
クリーンでシンプルな排ガス処理系統
排ガスにはプロセスガスとバインダー分解生成物のみが含まれます——HF/POF₃はオンラインF⁻モニタリング付きのアルカリスクラバーへ、COは後燃焼処理へ、溶剤は凝縮回収へと送られます。
注目の設備
LPG-5遠心式スプレー乾燥機：電池研究開発の出発点
スプレー乾燥は、電池材料のスラリーや前駆体溶液を単一の連続工程で微細かつ均一な粉体に変換します——実験室用のLPG-5はこの機能を研究開発の現場にもたらし、その結果は生産規模のLPG乾燥機へそのままスケールアップ可能です。
要求水準の高い韓国電池産業へのご対応実績——LFP関連用途向けLPG-5実験室用スプレー乾燥機の現地据付・オペレーター訓練を含む——により、最初の試験から安定した日常運転まで、お客様のチームを支援いたします。
SINOTHERMOが選ばれる理由
電池グレードの安全性・純度・水分管理を実現する設計
不活性ガス保護
密閉循環スプレー回路内でO₂濃度500ppm以下（設計値）のN₂雰囲気を実現 — 高ニッケル前駆体、炭素被覆LFP、Si-C負極材、ブラックマスを保護しつつ、粉じん爆発リスクを抑制します。
鉄フリー・ppbグレード設計
SUS304/316L材の接液部、電解研磨仕上げ、多段磁選機を採用 — LFPおよびリチウム塩ラインで実証済みの電池グレード磁性異物管理を実現します。
超低残留水分
真空と低温乾燥の組み合わせにより、正極材・負極材粉体に求められるppmオーダーの残留水分を実現します（材料により異なります）。
防爆安全設計
EN 14491／EN 14373準拠の防爆放散・抑制設計、静電気接地、負圧による粉じん封じ込め、可燃性炭素微粉に対するN₂不活性化を採用。
溶剤回収
0.2〜500 mbarの段階的真空制御により、乾燥過程で電解液系カーボネートやプロセス溶剤を選択的に回収 — 回収率は最大99%（設計値）です。
ラボからラインへのスケールアップ
LPG-5実験室用スプレードライヤーから量産規模まで、同一の設計思想の設備で対応 — パイロット試験の結果をそのまま量産に反映でき、まず当社試験室でお客様の材料を検証します。
実績紹介
実際の電池材料での実証実績
納入実績のある電池材料アプリケーションの一例です。守秘義務のため顧客名は非公開としています。詳細なリファレンスは、各顧客の同意のもと、個別のご相談の中でご案内可能です。
スプレードライヤー
LFP正極材粉体 — 韓国
パイロット規模のLFP関連スプレー乾燥（LPG-5、2025年）、現地据付調整およびオペレーター教育を実施。
ダブルコーン真空
ナトリウムイオン正極材
SZG-5000ダブルコーン回転真空乾燥機による低温・無酸素・低負荷なバッチ処理。
スプレードライヤー
全固体電池用電解質粉体
R&Dパイロットラインにおける全固体電池主要材料向けLPG-5スプレー乾燥。
電気式ロータリーキルン
セル工場の生産廃棄物
大手セルメーカー向け、廃電極・廃電極粉体の熱処理 — 雰囲気制御、排ガスレスを実現。
プレート乾燥機
電池グレードLi₂CO₃（純度99.5%超）
連続式縦型プレート乾燥 — 異物混入なく、安定した残留水分を実現。
スプレー・真空乾燥機
NCM正極材、前駆体、LFP/LMFP
三元系正極材および前駆体の乾燥、ニッケル・マンガン・コバルト硫酸塩、リン酸鉄、LFP/LMFP粉体に対応。
スプレードライヤー
CNT導電助剤・グラフェン
低固形分ナノスラリーのスプレー乾燥、粉体形状と分散性を制御。
造粒機
スーパーキャパシタ電極廃材
廃電極粉体の乾式造粒 — 材料を再溶解することなく再凝集化。
関連分野への展開
同一プラットフォームのさらなる応用
リチウム・ナトリウム系材料を支える不活性ガス循環スプレー造粒、真空乾燥、焼成プラットフォームは、全固体電池用電解質粉体（高温焼結前に不活性ガス下でスプレー造粒）、ベーマイトやアルミナなどのセラミックコートセパレータ用粉体、スーパーキャパシタ電極材料、さらには工業用スラリー・汚泥の乾燥にも応用可能です。
実材料での実証を
導入前にスラリーで実証を
前駆体スラリー、フィルターケーキ、回収塩などをお送りいただければ、当社の実験室でラボ機・パイロット機による試験を実施し、生産ラインへの投資を決定する前に実際の粒度・水分・収率データをご確認いただけます。
