배터리 소재 건조 및 열처리 — 리튬 및 나트륨이온
SINOTHERMO는 전구체, 양극재 및 음극재 제조사, 리튬 및 나트륨 염 생산업체, 블랙매스 재활용업체는 물론 셀 제조사의 사내 폐기물 처리 및 R&D 파일럿 라인까지, 배터리 소재의 근간이 되는 건조, 소성, 조립 및 분쇄 장비를 제작합니다. 하나의 장비 패밀리로 리튬계 화학물질(NCM, NCA, LFP, 흑연, Si-C)을 아우르며, 층상 산화물, 폴리음이온 양극재, 프러시안 블루 유도체, 하드카본, NaPF₆ 등 나트륨이온 소재까지 확장됩니다.
0+
공정 엔지니어링 경력(년)
0
장비 시리즈, 단일 공급사
O₂ < 500 ppm
N₂ 밀폐 순환 불활성 건조 (설계값)
< 20 ppb
자성 불순물 목표치, 배터리급 Li 염
고객 대상
배터리 소재, 염 및 재활용 — 전극 코팅은 제외
배터리 셀은 건조 분말로 만들어지며, 그 분말은 소재 공장에서 생산됩니다 — 바로 그 지점에서 당사 장비가 사용됩니다. 당사가 정확히 무엇을 하고(하지 않는지) 명확히 아는 것이 고객의 시간을 절약해 줍니다.
배터리 소재 제조사 — 핵심 고객군
전구체(pCAM), 양극재(CAM) 및 음극재 공장: 공침 수산화물, 인산철, LFP/NCM/NCA 분말, 흑연, 실리콘-카본 및 하드카본까지 — 필터케이크 탈수부터 소성, 최종 ppm 등급 건조까지 대응합니다.
재활용업체 및 염 생산업체
블랙매스 재활용업체 및 리튬/나트륨 염 생산공장: 전해질 회수를 수반하는 용매 함유 블랙매스, 회수된 황산염 및 수산화물 중간체, CO₂ 밀봉 및 무철분 취급이 적용된 배터리급 Li₂CO₃ 및 LiOH·H₂O까지 다룹니다.
셀 제조사 — 두 가지 특정 영역
셀 공장 내부에서는 두 가지 특화 영역을 지원합니다: 생산 고체 폐기물(스크랩 전극, 폐분말)의 열처리와 R&D/파일럿 라인 건조입니다. 전극 코팅 건조기 및 드라이룸 제습은 다른 분야이며, 이에 대해서는 솔직하게 안내드립니다.
작동 방식
습식 원료에서 배터리급 분말까지
습식 전구체 스트림은 슬러리, 필터케이크 또는 블랙매스 형태로 투입되며, 적절한 건조 및 열처리 공정의 조합을 통해 전극 라인이 필요로 하는 건조되고 균일한 분말로 전환됩니다.
Feed 进料
- 슬러리
- 필터케이크
- 습식 분말
- 블랙매스
Drying & Process 干燥与工序
- 분무/플래시 건조기
- 패들/레이크 건조기
- 진공 회전식 건조기
- 유동층 + 디스크 건조기
- 회전식 킬른
Finished 成品
- pCAM / CAM
- LFP / C
- 흑연 / Si-C
- 회수 금속
하나의 파트너, 전체 공정 체인
모든 열처리 공정을 한곳에서
배터리 소재는 전극 라인에 도달하기 전 혼합, 분무 건조, 열처리, 분쇄 및 최종 건조 공정을 거칩니다. SINOTHERMO는 서로 유기적으로 작동하도록 설계된 장비로 모든 열처리 및 분말 취급 공정을 다룹니다.
01
혼합 및 슬러리 제조
회전식 드럼, 리본 및 원추형 혼합기가 전구체 분말과 첨가제를 균일하게 분산된 상태로 만들어 습식 공정 전 일정한 피드를 준비합니다.
02
분무 건조 및 조립
원심 및 압력 분무건조기가 전구체 슬러리와 용액을 균일한 구형 분말로 전환합니다 — 전극 성능을 좌우하는 입자 크기, 형상 및 수분을 결정짓는 단계입니다.
03
연속 건조 및 열처리
회전킬른은 조절 가능한 1–10 RPM 속도와 체류 시간으로 과립형 소재를 열풍 속에서 회전시키며, 최대 350°C 입구 온도에서 연속적이고 대용량인 건조 및 열처리를 수행합니다.
04
분쇄 및 분급
충격식 분쇄기가 소재를 80–450 메쉬 범위로 제어된 크기로 분쇄하여, 상류 공정 이후 미세하고 일정한 입도 분포를 복원합니다.
05
분말 건조 및 냉각
유동층 건조기가 리튬염 및 완제품 분말을 부드럽게 건조·냉각하여 안전한 포장, 보관 및 운송을 위한 안정적인 수분 상태를 만듭니다.
배터리 건조를 어렵게 만드는 요인
배터리 소재 건조의 8가지 핵심 과제
리튬 및 나트륨 화학은 다섯 가지 까다로운 제약 조건을 공통으로 가지며, 나트륨이온은 여기에 세 가지 고유한 과제를 더합니다. SINOTHERMO의 모든 배터리 소재 건조기는 이 기준에 맞춰 규격이 정해집니다.
01
열 민감성
저온의 부드러운 건조는 결정 구조, BET 표면적 및 입자 형상을 보호합니다 — 과열되면 입자가 조대화되어 전기화학적 성능이 저하됩니다.
02
산화 방지 → 불활성 가스
하이니켈 전구체, 탄소코팅 LFP, 실리콘-카본 및 블랙매스는 열풍 중에서 산화됩니다. 분무 공정에서는 O₂를 500 ppm 이하로, 배소(calcination) 공정에서는 20–100 ppm까지 낮추는 N₂ 보호 방식을 적용합니다.
03
금속 오염
배터리급 소재의 자성 불순물 기준은 ppb 수준으로 규정됩니다(LiOH·H₂O의 경우 일반적으로 20 ppb 미만). SUS304/316L 재질의 무철 접촉 부품과 다단 자력 분리 장치를 적용합니다.
04
분진 폭발
그래파이트, 카본 및 블랙매스 미분은 가연성이며 전기 전도성을 가집니다. EN 14491 / EN 14373 규격에 따른 방폭 배출 및 억제 설계와 함께, N₂ 불활성화 및 정전기 방지 접지를 적용합니다.
05
초저수분 잔류량
양극재의 목표치는 80–100 ppm, 음극재는 50 ppm 미만입니다. 잔류 수분은 SEI층을 손상시키고 HF를 발생시키며 가스 발생 및 열폭주를 유발할 수 있습니다.
06
HCN 배기가스 — PBA(나트륨)
프러시안 블루 유사체 양극재는 약 200°C 이상에서 HCN을 방출합니다. 활성화 건조는 180°C의 엄격한 제품 온도 한계 이하를 유지해야 하며, 동적 진공 상태에서 HCN 모니터링 및 알칼리 스크러빙과 함께 수행됩니다.
07
HF 가수분해 — NaPF₆(나트륨)
미량의 수분이 NaPF₆를 가수분해하여 HF와 POF₃를 생성합니다. 내부식성 접촉 소재를 사용하여 KF 농도를 50 ppm 이하로 낮추는 2단계 진공 건조를 적용하며, HF 배기가스 스크러빙을 병행합니다.
08
고온 불활성 탄화(나트륨)
하드카본 음극재는 N₂/Ar 분위기, O₂ 10 ppm 이하 조건에서 1000–1400°C로 탄화됩니다 — 간접가열 방식 킬른을 통해 연소가스가 분말과 접촉하지 않도록 합니다.
리튬 배터리 소재
소재 × 장비 빠른 참조표 — 리튬
주요 리튬배터리 소재군에 대한 일반적인 건조 목표치, 온도 범위 및 분위기와, 각 소재에 일반적으로 선정되는 SINOTHERMO 장비입니다. 정확한 파라미터는 소재 테스트를 통해 확정됩니다.
| 소재 | 목표치 | 온도 | 분위기 | 권장 장비 |
|---|---|---|---|---|
| NCM/NCA 전구체 (pCAM) | before calcination | 150–180°C | N₂ | 분무 건조기 · 진공 패들/레이크 건조기 · 스핀 플래시 건조기 |
| NCM/NCA 양극재 (CAM) | ppm-grade | 150–180°C · calcine 700–1000°C | N₂ | 수직형 디스크 건조기 · 회전식 킬른 |
| 인산철 FePO₄·2H₂O | remove 2H₂O | 200–300°C | Air / N₂ | 스핀 플래시 건조기 · 진공 레이크 건조기 · 디스크 건조기 · 회전식 킬른 |
| LFP 완제품 LiFePO₄/C | spheroidised granules | spray outlet ~125°C · calcine | N₂ / Ar | 분무 조립 (LPG/YPG/GXP) · 회전식 킬른 |
| 흑연 / 실리콘-탄소 음극재 | < 50 ppm | 110–130°C | N₂ / explosion-proof | 유동층 + 진공 디스크 건조기 · 벨트 건조기 · 회전식 킬른 |
| 블랙매스 (재활용) | low + solvent recovery | ≤ 200°C vacuum (up to 650°C) | N₂ + vacuum | 진공 패들/레이크 건조기 · 이중 콘 건조기 · 회전식 킬른 |
| 생산 공정 부산물 (전극 스크랩, 분말) | binder burnout / pyrolysis | 300–800°C | N₂ / vacuum, low-O₂ | 전기 가열식 간접 회전식 킬른 |
| 폐분말 재조립 | D50 200–500 μm | ambient | air | 진동식 과립기 · 롤러 압착기 |
| Li₂CO₃ / LiOH·H₂O 염류 | battery-grade, < 20 ppb magnetic | LiOH 80–95°C · anhydrous 300–450°C | N₂ + CO₂-seal | 밀폐형 디스크/플레이트 건조기 · 레이크/패들 건조기 · 유동층 건조기 |
나트륨이온 배터리 소재
나트륨이온(SIB) 건조: 리튬의 원칙을 따르되 더 엄격한 기준
나트륨이온 양극재는 리튬 화학소재와 동일한 공침 → 건조 → 소성 공정 순서로 생산되며, 드롭인 방식의 폴리음이온 양극재(NVP, NVPF, NFPP, NFS)는 LFP형 분무 조립 라인에서 처리됩니다. 다만 건조 공정의 허용 범위는 세 가지 지점에서 더 엄격합니다: 프러시안 블루 유도체는 HCN 배기가스 스크러빙과 함께 180°C의 엄격한 상한선 이하로 유지되어야 하고, NaPF₆는 미량의 수분에도 HF로 가수분해되며, 하드카본은 무산소 불활성 가스 하에서 1000–1400°C로 탄화됩니다. 리튬 소재를 건조하는 동일한 SINOTHERMO 장비군이 8가지 핵심 나트륨 소재 흐름 중 6가지를 처음부터 끝까지 처리합니다.
| 소재 | 목표치 | 온도 | 분위기 | 권장 장비 |
|---|---|---|---|---|
| 층상 산화물 전구체 | < 0.5 wt% | ~120°C | N₂ / vacuum | 진공 패들/레이크 건조기 · 이중 콘 건조기 |
| 층상 산화물 양극재 (CAM) | ppm-grade | calcine 800–950°C · rebake 200–300°C | O₂ / dry air, then N₂ | 회전식 킬른 · 진공 패들 건조기 |
| 프러시안 화이트 (PBA) | ~2 wt% activated | 120–180°C (≤ 180°C hard limit) | vacuum + N₂ | 진공 패들/레이크 건조기 + HCN 스크러버 |
| 폴리안이온계 NVP · NVPF · NFPP · NFS | spheroidised granules | spray outlet ~90°C · calcine 500–900°C | Ar (Ar/H₂ for NVPF) | 분무 건조기 · 회전식 킬른 (Ar) |
| 하드카본 탄화 | d₀₀₂ control | 1000–1400°C | N₂/Ar, O₂ < 10 ppm | 간접 가열식 회전식 킬른 |
| 하드카본 분말 마무리 공정 | < 200 ppm electrode-grade | 120–200°C vacuum | N₂ + vacuum, LOC O₂ < 8% | 진공 이중 콘 건조기 · 유동층 건조기 |
| NaPF₆ 전해질염 | KF ≤ 50 ppm | 120–180°C → 60–100°C vacuum > 12 h | N₂ → vacuum | 진공 원추형/패들 건조기 + HF 스크러버 |
이 외에도 NaFSI / NaTFSI 전해질 염, CO₂ 밀폐 및 철 무함유 건조가 필요한 Na₂CO₃ 및 NaOH·H₂O 전구체 염도 처리 가능합니다 — 귀사의 소재 사양을 알려주시면 상담해 드립니다.
핵심 장비
배터리 소재를 뒷받침하는 기계들
배터리 소재 생산 및 재활용을 이끄는 10대 핵심 장비 — 모두 자사 창저우 공장에서 설계, 제작, 테스트되었습니다. 싱글콘 진공 용기 등 다양한 변형 모델도 제공되니, 귀사의 정확한 원료 및 공정 조건에 대해 상담해 주십시오.
탈수 & 용제 회수
분무 건조 & 조립
연속 건조 & 열처리
배터리 재활용
순환의 완성: 회수된 배터리 소재의 건조
배터리 재활용은 리튬 산업에서 가장 빠르게 성장하는 분야 중 하나입니다. 침출, 추출, 침전 공정을 거친 후, 리튬 염, 니켈-코발트-망간 화합물, 수산화물 전구체 등 회수된 소재는 습식 필터 케이크, 슬러리 및 용액 형태로 공장을 나가며, 이를 적격 배터리 원료로 공급망에 재투입하기 위해서는 건조 공정이 필요합니다.
블랙매스 자체에는 잔류 전해질(EC/DMC/EMC)과 수분이 포함되어 있어, 불활성 N₂ 분위기 하에서 간접 가열 및 0.2~500 mbar 범위의 단계별 진공을 적용하여 건조하며, 이 과정에서 분말이 건조되는 동안 각 용매를 선택적으로 응축·회수합니다. SINOTHERMO는 이 단계를 처음부터 끝까지 공급합니다: 용매를 함유한 케이크를 위한 진공 패들 및 레이크 건조기, 필터 케이크를 바로 분말로 전환하는 스핀 플래시 건조기, 그리고 용해된 염을 재사용 가능한 균일한 유동성 분말로 재구성하는 분무 건조기까지 제공합니다.
공장 내 폐기물 처리
배터리 생산 폐기물 처리를 위한 전기 가열식 회전 킬른
셀 제조 공장에서는 스크랩 전극, 폐전극 분말, 코팅·노칭·화성 공정에서 발생하는 트리밍 폐기물이 생성됩니다. 전기 가열식 간접 회전 킬른은 N₂ 또는 진공 조건에서 300–800°C로 바인더 및 전해질 잔류물을 소각하여, 금속 가치를 회수하거나 후속 재활용을 위한 부피를 줄여줍니다. 이송이 어려운 미세 분진성 폐기물의 경우, 진동식 과립기와 롤러 압착기를 통해 재용해 없이 D50 200–500 μm로 재조립할 수 있습니다.
연소 배기가스 없음
전기 저항 가열 방식은 버너 배기가스가 소재에 접촉하지 않도록 하여, 바인더 소각 과정에서 배터리급 소재 흐름에 CO₂, H₂O, SO₂ 오염이 발생하지 않습니다.
±5°C 구역별 온도 제어
독립적으로 제어되는 전기 가열 구역이 열분해 곡선을 정밀하게 유지합니다 — 전해질 용매 제거용 300–400°C, PVDF/CMC/SBR 바인더 분해용 400–600°C, 완전한 유기물 제거를 위한 최대 800°C까지 대응합니다.
간결하고 깨끗한 배기가스 처리 라인
배기가스에는 공정 가스와 바인더 분해 생성물만 포함됩니다 — HF/POF₃는 F⁻ 실시간 모니터링이 적용된 알칼리 스크러버로, CO는 후연소 장치로, 용매는 응축 회수 장치로 각각 처리됩니다.
주요 장비
LPG-5 원심 분무건조기: 배터리 R&D의 시작점
분무 건조는 배터리 소재 슬러리와 전구체 용액을 단일 연속 공정으로 미세하고 균일한 분말로 전환합니다 — LPG-5 실험실용 장비는 이러한 기능을 R&D 실험 단계에 그대로 구현하며, 그 결과는 생산용 LPG 건조기로 직접 확장 적용됩니다.
까다로운 한국 배터리 산업을 지원해온 저희의 경험 — LFP 관련 응용 분야의 LPG-5 실험실용 분무건조기에 대한 현장 설치 및 운영 교육을 포함하여 — 을 바탕으로, 첫 시험부터 안정적인 일일 운영에 이르기까지 고객사의 팀을 지원할 수 있습니다.
SINOTHERMO를 선택하는 이유
배터리급 안전성, 순도 및 수분 관리를 위한 엔지니어링
불활성 가스 보호
폐루프 스프레이 시스템 내 O₂ 500 ppm 이하(설계값)의 N₂ 분위기 — 고니켈 전구체, 탄소코팅 LFP, Si-C 음극재 및 블랙매스를 보호하면서 분진 폭발 위험을 억제합니다.
철 오염 없는 ppb급 설계
SUS304/316L 접촉부, 전해 연마 표면 및 다단 마그네틱 분리 — LFP 및 리튬염 생산 라인에서 검증된 배터리급 마그네틱 이물질 관리.
초저 잔류수분
진공과 저온 건조를 결합하여 양극재 및 음극재 분말이 요구하는 ppm급 잔류수분에 도달합니다(소재에 따라 다름).
방폭 안전 엔지니어링
EN 14491 / EN 14373 기준에 따른 방폭 배출 및 억제 설계, 정전기 방지 접지, 음압 분진 밀폐 및 가연성 탄소 미분에 대한 N₂ 불활성화.
용매 회수
0.2~500 mbar 범위의 단계별 진공 제어로 소재 건조 과정에서 전해질 카보네이트 및 공정 용매를 선택적으로 회수 — 최대 99%(설계값)의 회수율.
실험실에서 생산 라인까지 스케일업
동일한 장비 구조가 LPG-5 실험실용 스프레이 건조기에서 완전한 생산 규모까지 그대로 적용됩니다 — 파일럿 결과가 그대로 이어지며, 당사 테스트 랩에서 먼저 귀사의 소재를 검증합니다.
선정된 실적
실제 배터리 소재에서 검증됨
납품된 배터리 소재 애플리케이션의 일부 사례입니다 — 고객명은 기밀 유지를 위해 비공개로 처리됩니다. 각 고객의 동의에 따라 직접 상담 시 전체 레퍼런스를 제공할 수 있습니다.
스프레이 건조기
LFP 양극재 분말 — 한국
파일럿 규모의 LFP 관련 스프레이 건조(LPG-5, 2025), 현장 설치 및 운전 교육 포함.
이중 콘 진공
나트륨이온 양극 소재
SZG-5000 이중 콘 회전식 진공 건조 — 저온, 무산소, 온화한 배치 처리.
스프레이 건조기
고체 전해질 분말
R&D 파일럿 라인에서 전고체 배터리 핵심 소재를 위한 LPG-5 스프레이 건조.
전기 회전 킬른
셀 공장 생산 폐기물
선도적인 셀 제조사를 위한 스크랩 전극 및 폐전극 분말의 열처리 — 제어된 분위기, 배기가스 미발생.
플레이트 건조기
배터리급 Li₂CO₃ (> 99.5%)
연속 수직형 플레이트 건조 — 오염 없이 안정적인 잔류수분 유지.
스프레이 및 진공 건조기
NCM 양극재, 전구체 및 LFP/LMFP
삼원계 양극재 및 전구체 건조, 니켈/망간/코발트 황산염, 인산철 및 LFP/LMFP 분말.
스프레이 건조기
CNT 도전재 및 그래핀
분말 형태와 분산성을 제어하는 저고형분 나노 슬러리 스프레이 건조.
과립기
슈퍼커패시터 전극 폐기물
폐전극 분말의 건식 조립 — 재용해 없이 재응집.
인접 화학 소재
동일한 플랫폼이 더 넓게 확장됩니다
리튬 및 나트륨 소재를 지원하는 불활성 루프 스프레이 조립, 진공 건조 및 소성 플랫폼은 전고체 배터리 전해질 분말(고온 소결 전 불활성 가스 하에서 스프레이 조립), 뵘石 및 알루미나 등 세라믹 코팅 분리막 분말, 슈퍼커패시터 전극 소재, 산업용 슬러리 및 슬러지 건조에도 적용됩니다.
실제 소재로 증명하십시오
투자 전에 귀사의 슬러리를 테스트하십시오
전구체 슬러리, 필터 케이크 또는 회수염 샘플을 보내주시면, 실험실 및 파일럿 설비에서 시험을 진행하여 생산 라인 도입을 결정하기 전에 실제 입자 크기, 수분 및 수율 데이터를 확인하실 수 있습니다.
