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[알기 쉬운 이차 전지] 8주차 (1). 배터리 원료를 혼합하는 슬러리 공정이란

by 이네 (ine) 2024. 11. 6.
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1. 용어 정리

  • 용질: 용액에서 용매에 녹아들어가는 물질
  • 용매: 용매의 매체가 되어 용질을 녹이는 물질
  • 용액: 분자 혹은 이온 수준에서 둘 이상의 물질이 골고루 섞인 균일 혼합물
  • 혼합물: 고유의 성질을 가지고 있는 각각의 물질이 그 성질을 그대로 유지하면서 다른 물질과 섞여 있는 것
  • 슬러리 (slurry): 액체, 일반적으로 물에 부유하는 밀도가 높은 고체의 혼합물. 고체 입자의 크기는 1 마이크로미터에서 수백 mm까지 다양함. 입자는 특정 이동 속도 이하로 가라앉을 수 있으며 혼합물은 뉴턴 유체 또는 비뉴턴 유체처럼 거동할 수 있음

2. 극판 제조 과정

  • Powder Handling
  • Slurry Mixing
  • Coating & Drying
  • Calendering / Roll Pressing
  • Secondary Drying
  • Slitting
  • NMP Recovery & Purification

3. 슬러리 제조 과정에서의 핵심 품질 인자 (Critical to quality, CTQ)

  • 점성 (Viscosity): 형태가 변화할 때 나타나는 유체의 저항 또는 서로 붙어 있는 부분이 떨어지지 않으려는 성질
  • 고형비 (Solid content): 액상 물질의 수분을 모두 증발시켰을 때 남는 고체 성분의 함량 (%)

4. 슬러리 믹서 (mixer)

  • 슬러리 혼합 단계는 전체 제조 비용의 7.9%을 차지함
  • 슬러리 혼합의 균일성 (uniformity)는 전극의 전기화학적 성능과 관련성이 높음
  • 슬러리 혼합 기술은, 전지 산업의 경제성과 성능 측면의 경쟁력이 될 수 있음
  • 대용량 슬러리 믹서로 쓰이는 PD mixer는 두 가지 날 (blade)이 서로 다른 궤적으로 회전하며 슬러리를 고르게 믹싱함
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