NETZSCH 유성식 믹서 PMH로 배터리 성능 개선 및 믹싱 시간 단축

믹싱 시간 및 에너지 절약

믹싱 시간 단축

검증 테스트에서 NETZSCH는 양극 혼합의 경우 혼합 시간을 2배, 음극 혼합의 경우 3배까지 크게 단축했습니다. NETZSCH 플래니터리 믹서(PMH)는 120분(양극)과 160분(음극) 만에 슬러리를 혼합하고 훨씬 더 우수한 품질의 성능을 제공했습니다. 그렇다면 NETZSCH 플래니터리 믹서가 훨씬 더 나은 이유는 무엇이며 플래니터리 믹서는 어떻게 작동할까요?

혼합 공정에서 향상된 반죽 단계를 통한 성능 향상

최근 테스트 결과, NETZSCH PMH를 사용한 혼합 공정 중 최적화된 반죽 단계로 인해 배터리 성능이 크게 개선된 것으로 나타났습니다. 혼련을 통해 재료가 보다 균일하게 분포되어 다음과 같은 이점을 얻을 수 있습니다:

• 더 높은 성능: 구성 요소의 균일한 혼합으로 재료 연결성이 향상되어 배터리의 전반적인 효율성이 향상됩니다. 따라서 에너지가 더 효과적으로 전달되어 용량이 증가하고 배터리 수명이 연장됩니다.
• 높은 충전 퍼콜레이션: 향상된 균질성은 또한 전극 구조 내에서 더 높은 전하 퍼콜레이션을 촉진합니다. 이를 통해 전하를 더 효율적으로 전달하여 저항을 줄이고 배터리 안정성을 저하시키지 않으면서도 충전 주기를 더 빠르게 늘릴 수 있습니다.

이러한 개선 사항은 잘 수행된 니딩 단계의 중요한 역할을 강조하며 성능과 에너지 관리 측면에서 분명한 이점을 보여줍니다.

미래 배터리의 실리콘 음극

혼합 및 수소 형성의 과제 해결

실리콘 음극은 뛰어난 성능 잠재력으로 인해 미래 배터리에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 그러나 기존의 유성식 혼합기는 특히 높은 전단력으로 인해 혼합 과정에서 종종 문제가 발생합니다. 이러한 힘은 민감한 흑연-실리콘 복합체를 파쇄하여 수소 형성과 같은 원치 않는 부작용을 일으킬 수 있습니다.

고전단 분산 디스크(그림 7, 왼쪽)에 의존하는 기존의 유성식 혼합기는 바인더나 활성 재료와 같은 중요한 구성 요소를 손상시킬 수 있습니다. 이로 인해 배터리 성능이 저하되고 재료 성능이 저하됩니다. 이와는 대조적으로 NETZSCH 믹싱 툴은 전단력을 최소화하는 동시에 보다 부드럽고 제어된 반죽 공정을 가능하게 하도록 특별히 설계되었습니다. 이러한 설계 덕분에 배터리 슬러리의 바인더 구조를 손상시키거나 수소 생산을 유발하지 않고도 믹서를 더 빠른 속도로 작동할 수 있습니다.

고급 혼합 기술의 이점을 보여주는 또 다른 실제 사례는 긴 사슬과 높은 분자량을 가진 폴리머인 카르복시메틸셀룰로스(CMC)를 포함하는 수성 양극 슬러리의 제조에서 볼 수 있습니다. 기존의 유성식 혼합기는 종종 이러한 폴리머 사슬에 과도한 기계적 응력을 가하여 단편화를 일으킵니다. 이로 인해 전단 농축과 같은 슬러리 점도의 바람직하지 않은 변화가 발생하여 슬러리가 후속 코팅 공정에 적합하지 않게 됩니다.

이와는 대조적으로 NETZSCH의 혁신적인 혼합 도구는 CMC 체인의 무결성을 보존하는 부드러운 반죽 작업을 적용합니다. 이 방식은 슬러리 점도를 일정하게 유지하여 균일한 혼합을 보장하고 활성 재료의 균일한 코팅을 생성합니다. 그 결과 기존의 고전단 혼합 방법과 관련된 위험 없이 향상된 배터리 성능을 지원하는 고품질 슬러리가 생성됩니다.

연구실에서 기가팩토리로

모든 단계에 적합한 확장 가능한 믹싱

새로운 배터리 화학 물질의 개발을 가속화하기 위해 NETZSCH PMH 유성식 혼합기는 실험실용부터 파일럿 및 본격적인 생산 모델에 이르기까지 다양한 크기로 제공됩니다. NETZSCH 믹서의 주요 장점은 모든 기계 크기에서 용기 직경과 믹싱 도구의 비율이 일정하다는 것입니다. 이러한 균일성은 한 장비 크기에서 다음 장비 크기로 원활하고 효율적인 확장을 보장하여 개발 프로세스 중에 더 빠른 전환을 가능하게 합니다.

또한 배터리 전담 팀과 최첨단 배터리 연구소가 전문적인 지원을 제공하여 고객이 성능 목표를 달성할 수 있도록 셀 화학을 개발하고 최적화할 수 있도록 지원합니다.

유연성

그러나 PMH는 단일 기술에 국한되지 않습니다. 특수 설계와 믹싱 도구 변경에 대한 높은 유연성 덕분에 유성식 믹서는 배터리 산업의 다양한 다른 애플리케이션에 사용할 수 있으며 공정 보안을 보장합니다. 하나의 믹서 또는 플랜트로 다음과 같은 여러 애플리케이션을 처리할 수 있습니다:

• 고체 함량의 변동이 있는 다양한 셀 화학(예: LFP, LMFP, NMC...)
• 점도가 높은 전고체 배터리의 혼합
• 배터리 모듈용 단열재 생산
• 용매 없이 건식 배터리 전극을 빠르게 혼합하고 형상을 유연하게 변경할 수 있습니다
• 나트륨 이온 배터리

용도에 따라 고객이 몇 분 안에 혼합 도구를 변경할 수 있으며 서비스가 필요하지 않습니다.