정확한 계량의 문제

정확한 계량의 문제

ProMinent가 배터리 시장을 위한 중요한 솔루션을 제공합니다

리튬 이온 배터리에 대한 수요는 크고 앞으로도 계속 증가할 전망입니다. 스마트폰부터 전기차에 이르기까지 우리 일상생활의 핵심 분야를 결정하기 때문입니다. 사용이 증가함에 따라 최적의 재활용 프로세스에 대한 수요도 함께 증가하고 있습니다. 배터리는 귀중한 원자재를 포함하고 있어 이를 다시 순환시켜야 합니다. 이는 오늘날 사용되는 전기차 배터리가 수명을 다하는 약 10~15년 후에 매우 중요한 주제가 될 것입니다.

저장 재료 제조 시에는 정확한 배합 비율 준수가 필수이며, 적절한 pH 값 역시 매우 중요합니다. pH 값은 배터리 재활용 시에도 중심적인 역할을 하며, 정밀하고 안정적으로 조절되어야 합니다. ProMinent의 계량 펌프와 측정 및 제어 기술은 이러한 신뢰할 수 있는 생산 공정을 지원합니다. 배터리 제조에서는 높은 에너지 밀도와 높은 사이클 내구성 및 긴 수명을 갖춘 에너지 저장 장치가 요구됩니다. 이러한 요구를 충족하는 주요 저장 재료 중 하나가 리튬-니켈-망간-코발트 산화물, 즉 NCM입니다. 이 재료는 많은 양의 에너지를 저장하고 배터리 용량을 증가시킬 수 있습니다.

전구체 생산에서 최적의 생산 파라미터를 위한 계량 펌프

리튬-코발트-니켈-망간 혼합 산화물, 즉 전구체(양극 필름 코팅의 전구체)를 제조할 때는 배터리 성능에 영향을 미치기 때문에 정확한 배합 비율 준수가 매우 중요합니다. ProMinent의 계량 펌프는 필요한 정밀도를 보장하며, 다양한 크기의 적용 분야에 적합할 뿐만 아니라 내장 전자 장치 또는 BUS 시스템을 통해 직접 제어할 수 있는 점이 장점입니다. 전구체 생산에 사용되는 제품은 필요한 양에 따라 내구성이 뛰어난 자기 멤브레인 계량 펌프 gamma/ X (최대 45 l/h) 및 gamma/ XL (최대 80 l/h)이며, 빠른 응답 속도가 특징입니다. 최대 1,000 l/h의 부피에서는 특허 받은 다층 안전 멤브레인을 탑재한 sigma 계열의 모터 멤브레인 계량 펌프를 추천하며, 이들은 높은 공정 안정성과 우수한 조작 편의성을 제공합니다. 점도가 높거나 65,000 l/h까지의 큰 계량량에서는 ProMinent의 튜브 계량 펌프가 자주 선택됩니다. 이 펌프는 자흡식이며 가스 발생 유체에도 문제없이 작동합니다. 또한 교체 과정이 간편하며 매질에 따라 ±1%까지의 정확한 계량을 제공합니다.

최적의 pH 값 조절이 중요

배합 비율 외에도 두 번째로 중요한 것은 공정 조건입니다. 온도 제어와 최적의 pH 값 조절이 배터리 제품의 품질을 결정합니다. pH 값 조절을 통해 용액 내의 개별 물질이 함께 결정화됩니다. “ProMinent의 측정 및 제어 시스템과 pH 센서는 필요한 값이 정확하게 모니터링되고 필요시 연결된 계량 펌프를 통해 조절되도록 보장합니다. 반응 생성물로 인해 pH 값이 미세하게 변할 때 조절이 필요합니다. 이때 수산화 나트륨과 암모늄 하이드록사이드는 계량 펌프를 통해 정밀하고 재현성 있게 공급되어 pH 값을 안정적으로 유지해야 합니다.”라고 ProMinent의 Power & Energy 및 프로젝트 비즈니스 글로벌 디렉터인 Bekir Bayraktar가 설명합니다. ProMinent의 DULCOMETER 측정 및 제어 장치는 견고한 기술 덕분에 모든 파라미터를 목표 범위 내에서 유지하고, 직관적인 디스플레이 덕분에 조작이 간편해 원활한 공정 흐름을 지원합니다. 요구량에 따라 자기 멤브레인 계량 펌프 gamma/ X 또는 모터 멤브레인 계량 펌프 sigma/ X를 연결할 수 있습니다. 연결된 DULCOTEST pH 센서는 오염물과 부유물이 많은 까다로운 환경에서도 정확하고 안정적인 측정과 제어를 제공하며, 높은 온도와 압력 저항성을 갖추고 있습니다. ProMinent 펌프의 높은 정확도와 재현성이 정밀한 pH 센서 및 제어기와 결합하여 신뢰할 수 있는 생산 공정을 만듭니다. 모든 부품이 동일 제조사인 ProMinent에서 나오기 때문에 각 구성 요소를 편리하게 조합하고 완벽하게 맞출 수 있습니다.

점진적인 pH 변화가 폐배터리에서 귀중한 금속을 추출

제조뿐만 아니라 리튬 이온 배터리의 최적 재활용 수요도 증가하고 있습니다. 천연 및 중요 자원을 보호하고 귀중한 원자재를 회수하며 원자재 수입 의존도를 낮추고 문제성 폐기물을 줄이기 위해 효율적인 공정이 지속적으로 개발되고 있습니다. 또한 법적 요구 사항인 점점 높은 재활용률을 충족해야 합니다. 현재 하이드로메탈루르기 공정은 사용된 리튬 이온 배터리 재활용에 가장 적합한 방법으로 평가받고 있습니다. 이 과정에서도 적절한 pH 값은 매우 중요한 역할을 합니다.

복잡한 재활용 과정에서 배터리는 먼저 방전되고 수동으로 분해된 후 파쇄되어 각 부분이 분리 과정에서 분류됩니다. 화학 반응을 통해 화학물질을 첨가하여 물질을 용출시켜 ‘블랙매스(black mass)’라 불리는 물질을 얻습니다. 이 안에는 니켈, 망간, 코발트, 리튬과 같은 귀중한 원소가 포함되어 있습니다. “이들을 추가 화학 공정에서 각각 용출시키려면 pH 값을 정밀하게 제어하는 것이 중요합니다. 적절한 물질을 계량 펌프로 점진적으로 투입해 제조 과정에서 여러 단계에 걸쳐 각 금속을 수산화물 형태로 다시 용출합니다.”라고 Bekir Bayraktar가 설명합니다. ProMinent는 sigma/ X 계열 모터 멤브레인 계량 펌프와 해당 센서를 통한 적합한 솔루션을 제공합니다.

핵심 데이터

• 양극 전구체 제조에서 배합 비율을 정확히 지키는 것이 매우 중요하며, 이는 배터리 성능에 영향을 미칩니다.
• ProMinent의 계량 펌프는 필요한 정밀도를 보장하며, 다양한 크기의 적용 분야에 맞춰질 뿐만 아니라 내장 전자장치나 BUS 시스템을 통해 직접 제어할 수 있습니다.
• 1,000리터 이상, 최대 65,000리터에 이르는 점도가 높은 제품에는 ProMinent의 튜브 계량 펌프가 자주 선택됩니다(매질에 따라 ±1%까지의 계량 정확도).
• 리튬 이온 배터리 제조 및 재활용에서 pH 값 조절 및 제어가 매우 중요합니다. ProMinent의 측정 및 제어 시스템은 신뢰할 수 있는 생산 공정을 가능하게 합니다.
• 뛰어난 조합: 내구성이 뛰어난 ProMinent 펌프의 정밀 계량과 높은 재현성, 고정밀 센서 및 제어기의 결합이 신뢰할 수 있는 생산을 지원합니다.
• 모든 단일 어플리케이션이 ProMinent에서 제공되므로 최적의 조합과 조율이 가능합니다.

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