전지재료용 분체의 제조 및 과립기술

전문가 제언

○ 리튬이온전지는 분체가공, 전극판 제조 및 조립, 전해질 충전을 거쳐서 충/방전이 가능한 셀로 제조한다. 이러한 공정은 10종류 이상의 원부자재를 사용하며, 10단계의 많은 공정을 거치게 된다. 활물질 제조의 전 공정 및 전극판 제조 중간 공정까지는 다량의 미분체와 이를 이용한 슬러리(slurry)와 페이스트(paste)를 다루는 공정을 포함하고 있다.

 

○ 리튬이온전지의 제조 프로세스는 재료합성에서 전극제조까지 다양한 분체기술이 적용되면서, 분체 특성에 의해 전지성능이 크게 개선되고 있다. 이차전지 재료의 제조는 소형화, 고용량화, 박막화에 따라 양극재？음극재 제품의 형태가 균일한 미립자를 대량 제조할 필요가 있다. 본 문헌에서는 재료의 분체기술 중에서 분무건조(spray drying)에 대해 설명하였다.

 

○ 분무건조는 기술은 액상, 용액, 에멀젼, 현탁액 등을 건조분말 형태로 제조하는 방법이다. 액상시료는 분무하여 미립화시키고, 기류에 접촉하면 순간적으로 증발, 건조되어 과립상의 제품이 얻어진다. 분무건조 기술은 공업화학, 제약, 식품산업, 세라믹스 분야에서 널리 적용되고 있다.

 

○ 분무건조장치(spray dryer)는 액상시료를 분무하여 미세한 액적(droplet)형태를 만든 후에 열풍의 건조가스를 이용하여 물(수분)이나 유리용매를 증발시켜 분말을 제조하는 장치이다. 이 장치를 이용하여 얻을 수 있는 입자의 형태 및 구조는 물질의 특성과 건조조건에 따라서 결정된다. 미세한 입자를 제조하기 위해서 여러 방식의 노즐이 사용된다. 일반적으로 사용되는 노즐의 형태는 Two fluid nozzle, pressure nozzle, rotary disk atomizer, ultrasonic nozzle 등이 있다.

 

○ 국내에서도 이차전지에 대한 연구는 많이 진행되고 있으나, 주로 소재개발에 대한 내용이 주류를 이루고 있다. 미분체 제조와 같은 공정에 관한 연구는 찾기가 어렵다. 분체가 전지의 성능에 큰 영향을 미치는 것으로 나타나고 있다. 분무건조기술을 이용하기 위한 시료처리 등의 공정과 장치에 대한 연구가 진행되어야 할 것으로 생각된다.

 

저자

Nemoto gentaro

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

63(12)

잡지명

工業材料

과학기술
표준분류

재료

페이지

57~61

분석자

김*환

분석물

• 전지재료용 분체의 제조 및 과립기술.pdf [481,954 byte]

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